Lai uzlabotu un uzlabotu noteiktas tērauda īpašības un iegūtu noteiktas īpašības, elementi, ko apzināti pievieno kausēšanas procesā, sauc par leģējošiem elementiem. Parasti izmantotie sakausējumi ietver hromu, niķeli, molibdenu, volframu, vanādiju, titānu, tantalu, cirkoniju, kobaltu, silīciju, mangānu, alumīniju, varu, bāru, retzemju utt. Fosfors, sērs, slāpeklis utt arī dažos gadījumos ir sakausējuma loma.
(1) Chrome (Cr)
Hroms var palielināt tērauda cietinātību un sekundāras sacietēšanas efektu, var uzlabot oglekļa tērauda cietību un nodilumizturību, neradot tērauda trauslumu. Ja saturs pārsniedz 12%, tēraudam ir laba izturība pret oksidāciju un oksidācijas izturība pret koroziju, kā arī palielina tērauda siltuma izturību. Hroms ir galvenais nerūsējošā tērauda skābes izturīga tērauda un karstumizturīga tērauda sakausējums.
Hroms var palielināt oglekļa tērauda stiprību un cietību velmēšanas stāvoklī, kā arī samazina virsmas izplešanos un samazināšanos. Ja hroma saturs pārsniedz 15%, izturība un cietība samazināsies, un attiecīgi palielināsies un palielināsies platība. Hroma tērauda detaļas ir viegli gruntētas, lai iegūtu augstāku virsmas kvalitāti.
Hroma galvenā loma dzēšanas un rūdītajā struktūrā ir uzlabot cietinātību, tādēļ tēraudam pēc dzesēšanas un atlaidināšanas ir vispusīgākas mehāniskās īpašības, jo carburizētais tērauds var arī veidot hroma karbīdus, tādējādi palielinot materiālās pretestības virsmu. Slīpēšana .
Hromu saturošais atsperes tērauds termiskās apstrādes laikā nav pakļauts degšanas procesam. Hroms var uzlabot instrumenta tēraudu nodilumizturību, cietību un sarkano cietību, un tiem ir laba noturība. Elektrotermālo sakausējumu hroms var palielināt sakausējuma oksidācijas pretestību, elektrisko pretestību un izturību.
(2) Niķelis (Ni)
Niķelis stiprina ferītu un uzlabo pērļu tēraudu. Kopējā ietekme ir palielināt izturību un būtiski neietekmēt plastiskumu. Parasti zema oglekļa satura tēraudam, ko izmanto tērauda velmēšanā, normalizēšanā vai atkausēšanā bez kondicionēšanas nepieciešamības, zināms daudzums niķeļa var palielināt tērauda izturību, būtiski nemazinot tā stingrību. Saskaņā ar statistiku, katrs 1% niķeļa palielinājums var palielināt izturību par 29,4 Pa. Ar niķeļa satura palielināšanos tērauda ienesīgums palielinās ātrāk nekā stiepes izturība, tādēļ niķeļa saturošā tērauda attiecība var būt augstāka nekā parastā oglekļa tērauda proporcija. Niķelis palielina tērauda stiprību, bet tam ir mazāka ietekme uz citu procesu procesa stingrību, plastika un veiktspēju nekā citiem leģējošajiem elementiem. Vidējam oglekļa tēraudam, tā kā niķelis samazina perlamutra pārveidošanās temperatūru, perlis kļūst smalks; un, tā kā niķelis samazina eitēktoīda punkta oglekļa saturu, perilīta daudzums ir lielāks nekā oglekļa tērauda daudzums ar tādu pašu oglekļa saturu. Niķeļa sastāvā esošais perlīta ferīta tērauds ir lielāks nekā oglekļa tērauda ar tādu pašu oglekļa saturu. Savukārt, ja tērauda stiprība ir vienāda, var tikt pienācīgi samazināts niķeļa saturošā tērauda oglekļa saturs un var uzlabot tērauda stingrību un plasticiju. Niķelis var uzlabot tērauda izturību pret nogurumu un samazināt tērauda jutību pret plaisu. Niķelis samazina tērauda trauslās pārejas temperatūru zemās temperatūrās, kas ir ļoti nozīmīga zemu temperatūru tēraudiem. Niķelis, kas satur 3,5% tērauda, var tikt izmantots -100 ° C temperatūrā, un niķelis, kas satur 9% tērauda, var strādāt -196 ° C temperatūrā. Niķelis nepalielina tērauda izturību pret slīdēšanu un tādēļ to parasti neizmanto kā karstumizturīgu tēraudu stiprināšanas elementu.
Dzelzs-niķeļa sakausējumos ar augstu niķeļa saturu lineārais izplešanās koeficients būtiski mainās, palielinoties vai samazinot niķeļa saturu. Ar šo funkciju ir iespējams izstrādāt un ražot precīzijas sakausējumus, bimetālus uc ar ļoti zemu vai noteiktu lineārās izplešanās koeficientu.
Turklāt niķelis ir ne tikai izturīgs pret skābi, bet arī izturīgs pret sārmu, un tas ir noturīgs pret koroziju atmosfērā un sāli. Niķelis ir viens no svarīgākajiem nerūsējošā skābes izturīga tērauda elementiem.
(3) Molibdēns (Mo)
Molibdēns uzlabo cietināmību un termisko stiprību tēraudā, novērš trauslumu, palielina noturību un koerciivitāti, kā arī pretojas korozijai noteiktos vides veidos.
Atdzesētā un rūdītā tērauda gadījumā molibdēns var dzēst un sacietēt daļas ar lielākām daļām, uzlabot tērauda atlaidināšanas pretestību vai stabilitāti, kā arī ļauj daļiņām samazināt temperatūru, tādējādi efektīvāk likvidējot (vai arī samazinot atlikušo stresu un uzlabo plastiskumu.
Papildus iepriekš minētajām funkcijām molibdēns karburētā tēraudā var arī samazināt karbīdu tendenci veidot nepārtrauktu tīklu graudu robežās carburizētā slānī, samazināt atlikušo austenītu karburizētā slānī un salīdzinoši palielināt virsmas slāni. Nodilumizturība.
Kalšanas mirstā molibdēns var arī uzturēt relatīvi stabilu tērauda cietību un palielināt deformāciju. Krekinga un nodiluma izturība.
Nerūsējoša skābes izturīgajos tēraudos molibdēns var vēl vairāk palielināt pretestību organiskajām skābēm (skudrskābe, etiķskābe, skābeņskābe uc), kā arī ūdeņraža peroksīdu, sērskābi, sulfuroskābi, sulfātus, skābes krāsvielas un balinošus šķidrumus. Jo īpaši, pateicoties molibdēna pievienošanai, tiek novērsta hlorīda jonu klātbūtnes izraisītā korozijas tendence.
W12Cr4V4Mo ātrgaitas tērauds, kas satur apmēram 1% molibdēna, ir nodilumizturība, grunts cietība un sarkanā cietība.
(4) Volframs (W)
Papildus tam, ka tērauda karbīdi tiek veidoti, volframa daļēji izšķīst dzelzs, veidojot cietu šķīdumu. Šī iedarbība ir līdzīga molibdēna iedarbībai, un vispārējā ietekme nav tik nozīmīga kā molibdēna masas frakcijas ziņā. Galvenais volframa paraugs tērauda sastāvā ir paaugstināts tempera tūras stabilitāte, sarkanā cietība, termiskā izturība un lielāka nodilumizturība karbīdu veidošanās dēļ. Tāpēc to galvenokārt izmanto instrumentu tēraudiem, piemēram, ātrgaitas tēraudam, karstajam kalšanas tēraudam un tamlīdzīgi.
Volframs veido ugunsizturīgos karbīdus augstas kvalitātes pavasara tēraudos. Ja temperatūra tiek paaugstināta augstāka temperatūrā, tā var atvieglot karbīdu agregācijas procesu un uzturēt augstu temperatūru. Volframs var arī samazināt tērauda pārkaršanas jutību, palielina cietināmību un palielina cietību. 65SiMnWA pavasara tēraudam pēc karstās velmēšanas ir ļoti augsta cietība. Atsperu tērauds ar 50mm2 sekciju var sacietēt eļļā, un to var izmantot kā svarīgu avotu, kas pakļauts smagai slodzei, karstumizturīgumam (mazāk nekā 350 ° C) un ietekmē. 30W4Cr2VA augstas stiprības karstumizturīgs augstas kvalitātes atsperes tērauds, ar lielu cietināmību, dzesēšana 1050 ~ 1100 ° C, 550 ~ 650 ° C atkausēts pēc stiepes izturības 1470 ~ 1666Pa. To galvenokārt izmanto, lai izveidotu atsperes, ko izmanto augstā temperatūrā (līdz 500 ° C).
Sakarā ar volframa pievienošanu var būtiski uzlabot tērauda nodilumizturību un apstrādājamību. Tāpēc volframa ir sakausējuma instrumentu tērauda galvenais elements.
(5) vanādijs (V)
Vanādijs un ogleklis, amonjaks, skābeklis ir stipri līdzīgi, veidojot atbilstošus stabilus savienojumus. Vanādijs pastāv galvenokārt tērauda karbīdu veidā. Tās galvenā loma ir tērauda mikrostruktūras un graudu uzlabošana un tērauda stiprības un stingruma palielināšana. Kad cietais šķīdums tiek izšķīdināts augstā temperatūrā, cietinātība palielinās; Savukārt, ja tas ir karbīds, cietinātība samazinās. Vanādijs palielina karstošās tērauda rūdīšanas stabilitāti un rada sekundāro sacietēšanas efektu. Tērauda vanādija saturs parasti nav lielāks par 0,5%, izņemot ātrgaitas instrumentu tēraudu.
Vanādijs var uzlabot graudus parastos zemu oglekļa dioksīda leģēto tēraudu veidos, pēc normalizācijas palielināt izturību, ražas attiecību un zemas temperatūras īpašības, kā arī uzlabot tēraudu metināto darbību.
Vanādijs konstrukcijas tērauda sakausējumā samazina cietināmību vispārējās termiskās apstrādes apstākļos, tādēļ to bieži izmanto kopā ar tādiem elementiem kā mangāna, hroma, molibdēna un volframa strukturālajā tēraudā. Vanādijs atdzesētajā un rūdītajā tēraudā galvenokārt ir tērauda izturības un ražas attiecības palielināšana, un uzlabo graudu un niobija termisko jutību. Pateicoties spējai attīrīt graudus carburizētajā tēraudā, pēc carburizācijas bez sekundārā dzesināšanas tēraudu var pakāpeniski dzēst.
Vanādijs var palielināt izturības un ražas attiecību pavasara tēraudā un gultņu tēraudā, jo īpaši palielinot attiecības robežu un elastīgo robežu, samazinot dekarbonizācijas jutību termiskās apstrādes laikā, tādējādi uzlabojot virsmas kvalitāti. Piecihroma vanādija nesošais gultnis ar augstu karbonizācijas dispersiju un labu sniegumu.
Vanādijs apstrādā instrumentu tērauda graudus, samazina jutības pārkaršanu, palielina atlaidināšanas stabilitāti un izturību pret nodilumu un paplašina instrumenta kalpošanas laiku.
(6) titāna (Ti)
Titāna ir stipra afinitāte ar slāpekli, skābekli un oglekli, un tai ir lielāka saikne ar sēru nekā dzelzs. Tāpēc tas ir labs deoksidizators un efektīvs elements slāpekļa un oglekļa noteikšanai. Lai gan titāna ir spēcīgs karbīdu veidojošs elements, tas nav savienojams ar citiem elementiem, lai izveidotu saliktu savienojumu. Titāna karbīdam ir spēcīgs saistošs spēks, tas ir stabils un nav viegli sadalāms. Tas var lēnām izšķīdināt cietā šķīdumā, kad tas tiek sildīts līdz vairāk nekā 1000 ° C tēraudā. Pirms izšķīdināšanas titāna karbīda daļiņas negatīvi ietekmē graudu augšanu. Tā kā titāna un oglekļa saikne ir daudz lielāka nekā hroma un oglekļa saistība, titāna bieži izmanto nerūsējošā tērauda, lai noteiktu oglekli tajā, lai novērstu hroma izsīkšanu pie graudu robežām, tādējādi novēršot vai samazinot starpgranulu tērauda koroziju.
Titāna ir arī viens no ferīta veidojošiem elementiem un stipri palielina tērauda A1 un A3 temperatūru. Titāns uzlabo plastika un stingrību parastajos vieglos metālu tēraudos. Tā kā titāns nosaka slāpekli un sēru un veido titāna karbīdu, tērauda stiprība palielinās. Graudu attīrīšana pēc normalizēšanas, nokrišņu un karbīdu veidošanās var ievērojami uzlabot tērauda plastika un trieciena stingrību. Spēcīgs titāna konstrukcijas tērauds ar labām mehāniskām īpašībām un procesa veiktspēju. Galvenais trūkums ir gruntspēja.
Augsthroma nerūsējošā tērauda gadījumā parasti ir nepieciešams aptuveni 5 reizes palielināt titāna oglekļa saturu, kas ne tikai uzlabo izturību pret koroziju (galvenokārt izturību pret starpgrūklu koroziju) un tērauda izturību, bet arī ir tendence uzlabot graudu tērauda augšana augstā temperatūrā un mikrostruktūras uzlabošana. Tērauda metināšanas darbi.
(7) Nb / Cb
Simbioze starp 铌 un 钶 bieži vien ir līdzīga 钽 un The. Tiem ir līdzīgs efekts tēraudā. Lantāns un cerijs tiek izšķīdināts cietā šķīdumā un ir svarīgs cietā šķīduma nostiprināšanas elements. Izšķīdinot austenītu, tērauda cietināšana ievērojami palielinās. Tomēr, karbīdu un oksīdu daļiņu klātbūtnē, graudi tiek rafinēti un tērauda cietinātība ir samazināta. Tas var palielināt tērauda rūdīšanas stabilitāti un sekundāras sacietēšanas efektu. Trace niobija var palielināt tērauda izturību, neietekmējot tērauda plastika vai stingrību. Sakarā ar graudu uzlabošanos, var uzlabot tērauda triecienizturību un samazināt tās trauslās pārejas temperatūru. Ja saturs ir vairāk nekā 8 reizes lielāks nekā oglekļa saturs, gandrīz visu tērauda oglekļa saturu var fiksēt tā, lai tēraudam būtu laba ūdeņraža pretestība. Austenīta tēraudos var novērst tērauda starpdzemdes koroziju oksidējošā vidē. Sakarā ar fiksēto oglekļa un nokrišņu sacietēšanas efektu var uzlabot karstumizturīgo tēraudu augstvērtīgās īpašības, piemēram, izturību pret slīdēšanu.
For Parastā vieglā leģētā tērauda konstrukcijai var uzlabot izturību un triecienizturību, un trauslās pārejas temperatūra var samazināt derīgo metināšanas kvalitāti. Carburizējošā un karstinātā un rūdītā sakausējuma konstrukcijas tēraudā vienlaicīgi palielina cietināšanu. Uzlabot tērauda stingrību un zemu temperatūru. Tas var samazināt karstumizturīgu nerūsējošā tērauda ar zemu oglekļa saturu karstumu, izvairīties no sacietēšanas un trausluma, kā arī palielināt slīdības izturību.
(8) cirkonijs (Zr)
Cirkonijs ir spēcīgs karbīdu veidojošs elements, un tā loma tēraudā ir līdzīga niobija, tantala, vanādija formai. Neliela daudzuma cirkonija pievienošana ietekmē graudu attīrīšanu, attīrīšanu un attīrīšanu, kas ir labvēlīga tērauda zemas temperatūras iedarbībai un uzlabo štancēšanas efektivitāti. Tas parasti tiek izmantots ultra-augstas stiprības tēraudu un niķeļa bāzes supersakausējumu ražošanai gāzes motoriem un ballistisko raķešu konstrukcijām.
(9) Kobalts (Co)
Kobaltu izmanto īpašos tēraudos un sakausējumos. Ātrgaitas tēraudi, kas satur kobaltu, ir augstas temperatūras cietība. Kombinējot ar molibdēnu, var izmantot martensīta tēlus, lai iegūtu īpaši cietu un labu mehānisko īpašību. Turklāt kobalts ir arī svarīgs sakausējuma elements karstumizturīgajos tēraudos un magnētiskajos materiālos.
Kobalts samazina tērauda cietināmību, tāpēc, pievienojot tikai oglekļa tēraudu, pēc dzesēšanas un atlaidināšanas samazinās vispārējās mehāniskās īpašības. Kobalts var stiprināt ferītu un pievienot oglekļa tēraudu. Tas var palielināt cietības, ieejas robežu un tērauda stiepes izturību, atdalot vai normalizējot. Tas nelabvēlīgi ietekmē teritorijas pagarināšanos un samazināšanos, kā arī palielinās stingrības ietekme. Kobalta satura samazināšana. Tā kā kobalts ir antioksidantu īpašības, to izmanto karstumizturīgajos tēraudos un karstumizturīgajos sakausējumos. Kobalta sakausējuma gāzes turbīna parāda savu unikālo lomu.
(10) Silīcijs (Si)
Silīcija var izšķīdināt ferīta un austenīta procesos, lai uzlabotu tērauda cietību un stiprību, tā loma ir sekundāra tikai fosfora iedarbībai, spēcīgāka par mangāna, niķeļa, hroma, volframa, molibdēna, vanādija un citiem elementiem. Tomēr, ja silīcija saturs pārsniedz 3%, tērauda plastika un stingrība tiks būtiski samazināta. Silīcijs var uzlabot tērauda elastīgo robežu, izturību un ražas attiecību (σs / σb), kā arī noguruma izturību un noguruma attiecību (σ-1 / σb). Tas ir tāpēc, ka silīcija vai silīcija mangāna tēraudu var izmantot kā atsperu tēraudu.
Silīcija samazina tērauda blīvumu, siltumvadītspēju un elektrisko vadītspēju. Var veicināt ferīta graudu kauls un samazināt koerciivitāti. Pastāv tendence samazināt kristāla anizotropiju, tāpēc, ka magnetizācija ir vienkārša, magnētiskā pretestība tiek samazināta, un to var izmantot elektriskā tērauda ražošanai, tāpēc magnētiskā tērauda loksnei ir zemāks magnētiskā himterēzes zudums. Silīcijs var palielināt ferīta magnētisko caurlaidību tā, ka tērauda loksnei ir lielāka magnētiskās indukcijas izturība zem vājāka magnētiskā lauka. Tomēr spēcīgā magnētiskajā laukā silīcija samazina tērauda magnētiskās indukcijas stiprību. Pateicoties silikona izturībai, silīcija samazina dzelzs magnija magnētisko novecošanos.
Kad silīcijs saturošais tērauds tiek apsildīts oksidējošā atmosfērā, uz virsmas veidojas SiO2 plēves slānis, tādējādi palielinot tērauda oksidācijas pretestību augstās temperatūrās.
Silīcijs var veicināt kolonnu kristālu veidošanos tēraudā un samazina plastika. Ja silikona tērauds ātri sasilst, kad tas tiek uzkarsēts, temperatūras starpība starp tērauda iekšpusi un ārpusi ir liela, jo tā ir zemā siltuma vadītspēja, un tāpēc tā sadalās.
Silīcijs var samazināt tērauda metināšanas darbību. Tā kā piesaistes spēja uz skābekli ir stiprāka nekā dzelzs, metināšanas laikā viegli rodas zemas kušanas temperatūras silikāts, kas palielina izkusušo izdedžu un izkusušā metāla plūsmu, izraisot slīpēšanu un ietekmējot metināšanas kvalitāti. Silicon ir labs deoksidizators. Deoksidējot ar alumiju, pēc vajadzības tiek pievienots noteikts silīcija daudzums, kas var būtiski palielināt deoksidēšanas ātrumu. Sākotnēji silīcijam ir kāds atlikums tēraudā, ko tērauda ražošanas un tērauda ražošanas laikā ieved kā izejvielu. Vārošajos tēraudos silīcija saturs nepārsniedz 0,07%. Tieši tā pievienojot ferosilīcija sakausējumus pievieno tērauda ražošanas laikā.
(11) Mangāns (Mn)
Mangāns ir labs deoksidizators un desulfurizators. Tēraudā parasti ir noteikts mangāna daudzums, kas var novērst vai samazināt tērauda karsts trauslumu sēra dēļ, tādējādi uzlabojot tērauda karsto apstrādi.
Cietais šķīdums, ko veido mangāns un dzelzs, palielina ferīta un austenīta cietību un izturību tēraudā. Tajā pašā laikā tas ir karbīda veidošanās elements un ieiet cementitā, lai aizstātu dzelzs atomu daļu. Mangāns samazina tērauda kritisko pārejas temperatūru. Tam ir loma perelīta attīrīšanā, kā arī netieši ir svarīga nozīme perlīta tērauda stiprības palielināšanā. Mangāna spēja stabilizēt austenītu otrajā vietā ir tikai niķelis, un tas arī stipri palielina tērauda cietināmību. Izmantotais mangāna sastāvs nepārsniedz 2%, izmantojot citus elementus dažādu leģēto tēraudu ražošanai.
Mangāna īpašības ir bagātīgi resursi un dažādas funkcijas, un to plaši izmanto, piemēram, oglekļa konstrukciju tēraudus un pavasara tēraudus ar augstāku mangāna saturu.
Augstas oglekļa un augsta mangāna nodilumizturīga tērauda mangāna saturs var sasniegt 10% līdz 14%. Pēc šķīduma apstrādes tā ir laba stingrība. Kad tā saņem triecienu un deformējas, virsmas slānis stiprinās deformācijas dēļ un tam ir augsta pretestība. Slīpēšana
Mangāns un sērs veido MnS ar augstu kušanas temperatūru, kas novērš karstuma trauslumu FeSS dēļ. Mangānam ir tendence palielināt tērauda graudu raupjumu un paaugstināt jutību pret trauslumu. Ja pēc ielejšanas un kalšanas pēc kausēšanas nav pienācīgi atdzisis, tas var viegli izraisīt tērauda baltas plankumus.
(12) Alumīnijs (Al)
Alumīniju galvenokārt izmanto, lai desoksidētu un uzlabotu graudus. Nitrētiem tēraudiem veidojas ciets, pret koroziju izturīgs nitridētais slānis. Alumīnijs var kavēt zema oglekļa satura tēraudu novecošanu un paaugstināt stingrību zemās temperatūrās. Ja saturs ir augsts, var uzlabot tērauda oksidācijas pretestību un oksidējošās skābes un H2S gāzes izturību pret koroziju un uzlabot tērauda elektriskās un magnētiskās īpašības. Alumīnijam ir liela cietā šķīduma nostiprinošā iedarbība tēraudā, uzlabojot nodilumizturību, noguruma stiprību un carburizētā tērauda mehāniskās īpašības.
Cietie sakausējumi, alumīnija un niķeļa formas savienojumi, tādējādi uzlabojot kausēšanas spēku. Alumīnija saturošais dzelzs un hroma alumīnija sakausējums ir gandrīz nemainīgs pretestības īpašības un lieliska oksidācijas pretestība augstās temperatūrās. Tas ir piemērots elektrometalurģijas sakausējuma materiāliem un hroma alumīnijam. Izturības stieple.