Болат негізінен темір және көміртегі, кейбір қосымша элементтермен легирленген. Легірлеу процесі болаттың химиялық құрамын өзгертуге және көміртекті болаттан оның қасиеттерін жақсартуға немесе оларды белгілі бір қолдану талаптарына сәйкестендіруге қолданылады.
Болат қоспаларын агенттердің артықшылықтары:
Әр түрлі легірлеу элементтері болаттың қасиеттеріне өз әсерін тигізеді. Легірлеу арқылы жақсартуға болатын кейбір қасиеттері мыналарды қамтиды:
- Аустенитті тұрақтандыру : никель , марганец , кобальт және мыс сияқты элементтер аустенит бар температура диапазонын арттырады.
- Ферритті тұрақтандыру : хром , вольфрам , молибден , ванадий, алюминий және кремний көміртектің аустенит кезінде ерігіштігін төмендетеді. Бұл болаттағы карбидтердің мөлшерін көбейтуге әкеледі және аустенит бар температура диапазонын азайтады.
- Карбидтің қалыптасуы : Хром , вольфрам, молибден, титан , ниобий, тантал және цирконийді қоса алғанда көптеген кішігірім металлдар қатты карбидтерді құрайды, олар - болатта - қаттылық пен беріктігін арттырады. Мұндай болаттар көбінесе жоғары жылдамдықтағы болат және ыстық жұмыс аспаптарын жасау үшін қолданылады.
- Графтизациялау : кремний, никель, кобальт және алюминий болаттың карбидтерінің тұрақтылығын азайтады, олардың бұзылуына және еркін графиттің пайда болуына ықпал етеді.
- Эвектоид концентрациясының төмендеуі : Титан, молибден, вольфрам, кремний, хром және никель көміртектің эвтектоидті концентрациясын төмендетеді.
- Коррозияға төзімділікті арттыру : Алюминий, кремний және хром болат бетіндегі қорғаныш тотықтары қабаттарын құрайды, осылайша металды белгілі бір орталарда одан әрі нашарлатады.
Жалпы болат тұтатын агенттер:
Төменде әдетте пайдаланылатын легирленген элементтердің тізімі және олардың болатқа әсері (кронштейндегі стандартты мазмұн):
- Алюминий (0,95-1,30%): деоксидизатор. Аустенит дәндерінің өсуін шектеу үшін пайдаланылады.
- Бор (0,001-0,003%): деформаттылығын және өңделуін жақсартатын төзімділік агенті. Бор толық құйылған болатқа қосылады және қатты әсер ету үшін тек аз мөлшерде қосылуы керек. Бордың қосындысы төмен көміртекті болаттарда ең тиімді болып табылады.
- Хром (0,5-18%): баспайтын болаттардың негізгі компоненті. 12 пайыздан астам мазмұндағы хром коррозияға төзімділікті едәуір жақсартады. Металл термиялық өңдеуге және төзімділікке төзімділікті нығайтады, беріктігін арттырады.
- Кобальт : Жоғары температура мен магнит өткізгіштігі кезінде беріктігі жақсарады.
- Мыс (0,1-0,4%): Көп жағдайда болаттардағы қалдық агенті ретінде табылған мыс, сондай-ақ жауын-шашынның беріктігін арттыруға және коррозияға төзімділікті арттыруға қосылады.
- Қорғасын : сұйық немесе қатты болатта іс жүзінде ерімейтініне қарамастан, қорғасын кейде механикалық дисперстік арқылы көміртекті болаттарға қосылады, бұл машинаны жақсарту үшін.
- Марганец (0,25-13%): Темір сульфидінің түзілуін жою арқылы жоғары температурада беріктігін күшейтеді. Марганец сондай-ақ беріктігі, икемділігі мен тозуға төзімділігін арттырады. Никель сияқты, марганец аустенит құрайтын элемент болып табылады және никель алмастырғыш ретінде ASTI 200 Austenitic баспайтын болаттан пайдаланылуы мүмкін.
- Молибден (0,2-5,0%): Тот баспайтын болаттарда аз мөлшерде табылған, молибден жоғары температурада, әсіресе беріктігі мен беріктігін арттырады. Хром-никель аустенитикалық болаттарда жиі пайдаланылады, молибден хлоридтер мен күкірт химикаттарынан туындаған тоттанудан қорғайды.
- Никель (2-20%): Баспайтын болаттан, никельден басқа, легірлеудің тағы бір элементі 8% жоғары мазмұндағы хром баспайтын болаттан жоғары. Никель күшті, соққыға төзімділік пен төзімділікті арттырады, сонымен қатар тотығу мен коррозияға төзімділікті жақсартады. Сондай-ақ, аз мөлшерде қосылған кезде төмен температураларда төзімділікті арттырады.
- Niobium : Көміртекті қатты карбидтердің көмегімен тұрақтандырудың пайдасы бар және сондықтан жиі жоғары температуралы болаттарда кездеседі. Аз мөлшерде ниобий кірдің беріктігін айтарлықтай арттырады және аз дәрежеде болаттардың беріктік беріктігіне, сондай-ақ орташа жауын-шашынға әсер етеді.
- Азот : Тот баспайтын болаттардың аустенитикалық тұрақтылығын арттырады және осындай болаттардағы беріктігін жақсартады.
- Фосфор: Фосфор көбіне кішігірім легирленген болаттардағы өңдеуді жақсарту үшін күкіртпен қосылады. Ол сондай-ақ күш береді және коррозияға төзімділігін арттырады.
- Selenium : Жұмыс сипаттамасын көбейтеді.
- Кремний (0,2-2,0%): Бұл металлоид күшті, икемділікке, қышқылға төзімділікті арттырады және астық мөлшеріне үлкен мөлшерде әкеледі, осылайша магнитті өткізгіштігін арттырады. Себебі кремний болат өндірісінде деоксидантқыш агентте пайдаланылады, бұл болаттың барлық сорттарында әрдайым дерлік кездеседі.
- Күкірт (0,08-0,15%): Кішкене мөлшерде қосылады, күкірт ыстық қысқа болмай, өңдейді. Марганецтің ыстық қысымы қосылып, марганецтің сульфидінің темір сульфидтен жоғары балқу нүктесіне ие болуына байланысты азаяды.
- Титан : Аустенит дәндерінің мөлшерін шектеу кезінде беріктігі мен коррозияға төзімділігін жақсартады. Титан құрамының 0,25-0,60 пайызында көміртегі титанмен біріктіріліп, хром астық шекарасында қалуға және тотықтыруға қарсы тұруға мүмкіндік береді.
- Вольфрам : тұрақты карбидтерді шығарады және қаттылықты, әсіресе жоғары температура кезінде, дән мөлшерін тазартады.
- Ванадий (0,15%): Титан және ниобий сияқты, ванадий жоғары температурада беріктігі арттыратын тұрақты карбидтерді шығара алады. Ірі астық құрылымын дамыту арқылы икемділік сақталуы мүмкін.
- Цирконий (0,1%): дәндерінің мөлшері мен беріктігін шектейді. Күшті өте төмен температура кезінде (мұздатудан төмен) арттыру мүмкін. Цирконий құрамында шамамен 0,1% құрайтын болаттың құрамында дәндер мөлшері аз болады және сынудан сақтайды.
Көздер: SubsTech. Заттар және технологиялар. Араластырғыш элементтердің болат қасиеттеріне әсері. (www.substech.com) Chase қорытпалары. Араластырғыш элементтердің болатқа әсері. (www.chasealloys.co.uk)
Google+ сайтында Terence ұстаныңыз