Terase teatud omaduste parandamiseks ja täiustamiseks ning teatud spetsiifiliste omaduste saamiseks nimetatakse neid elemente, mida tahtlikult sulatamisel kasutatakse, legeerielemente. Tavaliselt kasutatakse legeerelemente: kroom, nikkel, molübdeen, volfram, vanaadium, titaan, tantaal, tsirkoonium, koobalt, räni, mangaan, alumiinium, vask, boor, haruldaste muldmetallide jms. Fosfor, väävel, lämmastik jms mängivad ka mõnedel juhtudel sulamit.
(1) kroom (Cr)
Kroom võib suurendada terase kõvenevust ja omab sekundaarset kõvastumist, võib parandada süsinikterasest kõvadust ja kulumiskindlust, muutes terase rabedaks. Kui aine sisaldus ületab 12%, on terasel kõrge kõrgel temperatuuril oksüdeerumisresistentsus ja oksüdatsiooniresistentsus korrosioonikindlus ning see suurendab ka terase termilist tugevust. Kroom on roostevabast terasest happekindlast terasest ja kuumakindlast terasest peamine legeeriv element.
Kroom võib süsinikterasest tugevust ja kõvadust tõsta veeremiates ja vähendada ala pikenemist ja vähenemist. Kui kroomi sisaldus ületab 15%, väheneb tugevus ja kõvadus ning piirkonna pikenemine ja vähenemine suurenevad vastavalt. Kroomterasest osad on kergesti pinnatud, et saavutada kõrgem pinnakvaliteet.
Kroomi peamine rolli karastatud ja karastatud struktuuris on karastatavuse parandamine, nii et teras pärast karastamist ja karastamist on parema ja tervikliku mehhaanilise omadusega, võib ka karbisisaldusega teras moodustada kroomkarbiide, suurendades seeläbi materjali vastupidavust. Grinding .
Kroomi sisaldav vedruteras ei kuumtöötlemisel kuumtöötlemise ajal leevendatav. Kroom võib parandada tööriista terasest kulumiskindlust, kõvadust ja punast karedust ning tagada hea karastamispüsivuse. Elektrotermilistel sulamitel võib kroom suurendada sulami oksüdatsiooni, elektritakistust ja tugevust.
(2) Nikkel (Ni)
Nikkel tugevdab ferriiti ja terastab pärlit. Üldine efekt on tugevuse suurendamine ja plastikust märkimisväärne mõju. Üldiselt on väikese süsinikusisaldusega teras, mida kasutatakse terasvaltsimisel, normaliseerimisel või lõõmutamisel ilma konditsioneerimise vajaduseta, võib teatud kogus nikli suurendada terase tugevust, ilma et see oluliselt vähendaks selle jäikust. Statistiliste andmete kohaselt võib iga nikli tõus 1% suurendada tugevust 29,4 Pa. Niklisisalduse suurenemisega tõuseb terase saagis kiiremini kui tõmbetugevus, mistõttu nikli sisaldava terase suhe võib olla suurem kui tavalisel süsinikterasest. Nikkel suurendab terase tugevust, kuid sellel on vähem mõju muude protsesside tugevusele, plastilisusele ja jõudlusele kui teistele legeerivatele elementidele. Keskmise süsinikusisaldusega teras, kuna nikkel vähendab pearliidi transformatsiooni temperatuuri, muutub pärliks peenikeks; ja kuna nikkel vähendab eutektoidi punkti süsinikusisaldust, on pärlite kogus suurem kui sama süsinikusisaldusega süsinikterasest. Niklit sisaldav pärlitõrva teras on tugevam kui sama süsinikusisaldusega süsinikterasest. Vastupidi, kui terase tugevus on sama, saab nikli sisaldava terase süsinikusisaldust nõuetekohaselt vähendada ja terase tugevust ja plastilisust saab parandada. Nikkel võib parandada terase väntuvuse resistentsust ja vähendada terase tundlikkust lõhede suhtes. Nikkel vähendab terase hapra üleminekutemperatuuri madalatel temperatuuridel, mis on väga tähtis madalatemperatuursetel terastel. Niklit, mis sisaldab 3,5% terast, võib kasutada -100 ° C juures ja nikkel, mis sisaldab 9% terasest, võib töötada -196 ° C juures. Nikkel ei suurenda terase resistentsust rooslemata ja seetõttu ei kasutata seda tavaliselt kuum tugevusega terasest tugevdava elemendina.
Suure nikli sisaldusega raud-nikli sulamitega suureneb või väheneb nikli sisalduse lineaarne laienemiskoefitsient märkimisväärselt. Selle funktsiooni abil on võimalik disainida ja toota täppislõike, bimetalle jne, millel on väga madalad või teatud lineaarse laienemise koefitsiendid.
Lisaks sellele on nikkel mitte ainult happele vastupidav, vaid ka leelistele vastupidav ning korrosioonikindlus atmosfääris ja soolas. Nikkel on üks roostevaba happekindlast terasest olulistest elementidest.
(3) Molübdeen (Mo)
Molübdeen parandab terasest kõvenevust ja termilist tugevust, hoiab ära temperatuuri õnnetuse, suurendab säilivust ja koeritsüklit ning takistab korrosiooni teatavates kandetes.
Karastatud ja karastatud terasel võib molübdeen osakesi hõõruda ja kõveneda suuremate sektsioonidega, parandada terase karastamist takistavat temperatuuri või karedama stabiilsust ning võimaldada osade karastamist kõrgemal temperatuuril, vähendades seeläbi efektiivsemalt (või vähendades jääkide stress ja parandada plastilisust.
Lisaks ülalnimetatud funktsioonidele võib ka molübdeen karbisioonterastel vähendada ka karbiidide kalduvust, moodustades pideva võrgustiku karburiseeritud kihi tera piires, vähendades jääk-austeniiti karburiseerunud kihis ja suhteliselt suurendades pinna kihti. Kulumiskindlus.
Sulatamise survel võib molübdeen säilitada ka suhteliselt stabiilset terasest kõvadust ja suurendada deformatsiooni. Kriimimine ja kulumiskindlus.
Roostevaba happekindlast terasest võib molübdeen veelgi suurendada resistentsust orgaanilistele hapetele (sipelghape, äädikhape, oblikhape jne), samuti vesinikperoksiid, väävelhape, sulfaathape, sulfaadid, happelised värvained ja pleegitusvedelikud. Eelkõige on molübdeeni lisamise tõttu välistatud kloriidioonide olemasolust tingitud korrosioonikindlus.
Kiirkindlast terasest W12Cr4V4Mo, mis sisaldab umbes 1% molübdeeni, on kulumiskindlus, karedus karedus ja punane kõvadus.
(4) Volfram (W)
Lisaks terasest karbiidide moodustumisele lahustub volfram osaliselt rauaks tahke lahuse moodustamiseks. Mõju on sarnane molübdeeni omaga ja üldine mõju ei ole nii massiliselt kui molekulifertifikaadi puhul oluline. Terasest volframi peamised proovid on karbiidide moodustumise tõttu paranemise stabiilsus, punane kõvadus, termiline tugevus ja suurem kulumiskindlus. Seepärast kasutatakse seda peamiselt tööriista terasest, nagu näiteks kiirraudtee, kuum sepistamine terasest jms.
Volfram moodustab kõrgekvaliteedilistest vedelterasest tulekindlad karbiidid. Kõrge temperatuuriga karastatud temperatuur võib leevendada karbiidide agregeerimise protsessi ja säilitada kõrgel temperatuuril tugevust. Volfram võib samuti vähendada terase ülekuumenemise tundlikkust, suurendada kõvenemist ja suurendada karedust. 65SiMnWA kevadterasel on pärast kuumvaltsimist väga tugev kõvadus. 50mm2 lõigu kevadterasest saab õlist kõvastuda ja seda saab kasutada oluliseks vedruks, mille all on raske koormus, kuumuskindlus (vähem kui 350 ° C) ja mõjutatud. 30W4Cr2VA kõrge tugevusega kuumuskindel kõrgekvaliteetne keevkiht, millel on suur kõvenemisvõime, kustutades 1050 ~ 1100 ° C, 550 ~ 650 ° C, pärast tõmbetugevust 1470-1666Pa. Seda kasutatakse peamiselt kõrgetel temperatuuridel (kuni 500 ° C) kasutatavate vedrude valmistamiseks.
Volframi lisamise tõttu saab oluliselt parandada terase kulumiskindlust ja töötlemist. Seetõttu on sulamitööstuse terase põhielement volfram.
(5) vanaadium (V)
Vanadium ja süsinik, ammoniaak, hapnik omavad tugevat afiinsust koos vastavate stabiilsete ühendite moodustamisega. Vanadium on peamiselt terasest karbiidide kujul. Selle peamine ülesanne on terase mikrostruktuuri ja terade täpsustamine ning terase tugevuse ja kõvaduse suurendamine. Kui tahke lahus on kõrgel temperatuuril lahustunud, suureneb kõvenevus; vastupidi, kui see esineb karbiidina, väheneb kõvenevus. Vanadium suurendab karastatud terase karastamisstabiilsust ja annab sekundaarset kõvastumist. Terasest vanaadiumi sisaldus ei ole üldjuhul suurem kui 0,5%, välja arvatud kiire tööriista teras.
Vanadium võib puhastada tavalistest madala süsinikusisaldusega legeerterasest terad, suurendades tugevust, saagise ja madala temperatuuri omadusi pärast normaliseerumist ja parandades terase keevitust.
Legeeritud struktuurterasest pärinev vanadium vähendab kõvastumist üldistes kuumtöötlustingimustes, seda kasutatakse sageli koos struktuurterasest koos selliste elementidega nagu mangaan, kroom, molübdeen ja volfram. Karastatud terasest vanadium on peamiselt terase tugevuse ja saagise suhte suurendamiseks ning terade ja nioobiumi termilise tundlikkuse parandamiseks. Tänu võimele rafineerida terasest kaevandatud terasest, saab terase pärast süsivesiku järkjärgulist summutamist lõplikult kustutada.
Vanadium võib suurendada tugevuskõvera ja saagise suhteid vedrust terasest ja laagruvast terasest, suurendades eriti suhte piiri ja elastset piirväärtust, vähendades kuumtöötlemisel süsinikdioksiidi tundlikkust ja parandades seeläbi pinnakvaliteeti. Viie kroomi-vanaadiumiga kandev teras on kõrge karboniseerimise dispersioon ja hea jõudlus.
Vanadioon puhastab terast tööriista terasest, vähendab ülekuumenemise tundlikkust, suurendab karastamise stabiilsust ja kulumiskindlust ning pikendab tööriista kasutusiga.
(6) titaan (Ti)
Titaan omab tugevat afiinsust lämmastiku, hapniku ja süsinikuga ning omab tugevamat afiinsust vähese kui raua suhtes. Seetõttu on see hea desoksüdaator ja tõhus element lämmastiku ja süsiniku fikseerimiseks. Kuigi titaan on tugev karbiidide moodustav element, ei ühenda see koos teiste elementidega liitühendi moodustamiseks. Titaankarbiidil on tugev siduv jõud, see on stabiilne ja seda ei saa kergesti lagundada. Tera lahuses võib see terasest kuumutada rohkem kui 1000 ° C-ni ainult tahkes lahuses. Enne lahustumist võib titaankarbiidiosakesed ennetada terade kasvu. Kuna titaani ja süsiniku afiinsus on palju suurem kui kroomi ja süsiniku afiinsus, kasutatakse titaani sageli roostevabast terasest, et fikseerida selles sisalduv süsinik, et kõrvaldada kroomi kadumine tera piires, kõrvaldades seeläbi terasetüvede vahelise terase korrosiooni.
Titaan on ka üks ferriidist moodustavatest elementidest ja suurendab terase A1 ja A3 temperatuuri tugevalt. Titaan parandab tavapärastest madalmõõtmetest plastilisust ja jäikust. Kuna titaan fikseerib lämmastiku ja väävli ning moodustab titaankarbiidi, suureneb terase tugevus. Teravilja puhastamine pärast normaliseerimist, sadestumist ja karbiidide moodustumist võib oluliselt parandada terase plastilisust ja kokkupõrke kõvadust. Titaani sisaldav legeeritud konstruktsiooniteras on head mehhaanilised omadused ja protsessi jõudlus. Peamine puudus on kõvadus.
Kroomkromas roostevabast terasest on tavaliselt vaja titaani süsinikusisaldust umbes 5 korda suurendada, mis mitte ainult ei paranda korrosioonikindlust (peamiselt resistentsus pinnasevahelisele korrosioonile) ja terase kõvadus, vaid ka kergendab tera terase kasv kõrgel temperatuuril ja mikrostruktuuri paranemine. Terase keevitamine.
(7) Nb / Cb
铌 ja The vahel esinev sümbioos on sageli sarnane 钽 ja 钽. Neil on terasest sarnased mõjud. Lantaan ja tseerium lahustatakse tahkes lahuses ja mängitakse tugeva lahuse tugevdamise rolli. Austeniidi lahustamisel suureneb terase kõvastuvus oluliselt. Kuid karbiidide ja oksiidiosakeste juuresolekul rafineeritakse terad ja terase kõvenevus väheneb. See võib suurendada terase karastamise stabiilsust ja omab sekundaarset kõvastumist. Nioobium jälgi võib suurendada terase tugevust, ilma et see mõjutaks terase plastilisust või kõvadust. Teravilja viimistlemise tagajärjel saab terase löögikindlust parandada ja selle rasket üleminekutemperatuuri saab vähendada. Kui süsiniku sisaldus on rohkem kui 8 korda suurem, võib peaaegu kogu terasest süsinikku fikseerida, nii et terasel oleks hea vesinikkindlus. Austeniitsetel terastel on võimalik ära hoida terasetüki korrosioon oksüdeerivas keskkonnas. Tänu fikseeritud süsiniku ja sademe kõvenemise efektidele saab kuumakindlate teraste kõrge temperatuuri omadusi, näiteks kallutusvõimet parandada.
For Ehitamisel kasutataval tavalisel madalal põhineval terasel võib parandada saagikuse ja löögi kõvadust, ja hapra ülemineku temperatuur võib vähendada kasulikke keevitustooteid. Carburiseerivas ja karastatud legeerterasest konstruktsiooniteras kõvastuvuse suurenemisega samal ajal. Parandage terase kõvadus ja madal temperatuur. See võib vähendada vähese süsinikdioksiidiga martensiitse kuumakindlate roostevabast terasest õhkkuumutamist, vältida karmistumist ja temperatuuri hõõrdumist ning tõsta roojetavust.
(8) Tsirkoonium (Zr)
Tsirkoonium on tugev karbiidide moodustav element ja selle roll terasel on sarnane nioobiumi, tantaali ja vanaadiumi omaga. Väikese koguse tsirkooniumi lisamine mõjutab terade degaseerimist, puhastamist ja rafineerimist, mis on kasulik terase madalatemperatuurilisele toimivusele ja parandab stantsimise efektiivsust. Seda kasutatakse tavaliselt gaasimootorite ja ballistiliste rakettide struktuuride tootmiseks ülikõrgete tugevate teraste ja niklipõhiste supersulamitega.
(9) Koobalt (Co)
Koobalti kasutatakse spetsiaalsetes teras ja sulamites. Kobalttis sisalduvatel kiirraudadel on kõrge kuumuskindlus. Koos molübdeeniga saab ülikõrge kõvaduse ja hea mehaaniliste omaduste saamiseks kasutada martensiitterase. Lisaks sellele on koobalt tähtis legeeriv element ka kuum tugevusega terasest ja magnetilistest materjalidest.
Koobalt vähendab terase kõvenevust, nii et süsinikteras ükshaaval vähendab üldisi mehaanilisi omadusi pärast karastamist ja karastamist. Koobalt võib ferriidist tugevdada ja lisada süsinikterasest. See võib suurendada terase kõvadust, saagikust ja tõmbetugevust anniilimise või normaliseerimise ajal. See avaldab kahjulikku mõju pinna pikenemisele ja vähendamisele, samuti suureneb löögi tugevus. Koobalti sisalduse vähendamine. Kuna koobaltil on antioksüdantsed omadused, kasutatakse seda kuumakindlates terasmetes ja kuumuskindlates sulades. Koobalti sisaldav sulam gaasiturbiin näitab oma unikaalset rolli.
(10) Räni (Si)
Räni võib ferriidist ja austeniimist lahustada terase kõvaduse ja tugevuse parandamiseks, selle roll on ainult fosfori suhtes tugevam kui mangaan, nikkel, kroom, volfram, molübdeen, vanaadium ja muud elemendid. Kui räni sisaldus ületab 3%, vähendatakse terase plastilisust ja tugevust oluliselt. Silikoon võib parandada terase elastsuspiiri, saagikuse ja saagise suhet (σs / σb), samuti väsimustugevust ja väsimussuhet (σ-1 / σb). Seda seetõttu, et räni või räniga mangaani terast saab kasutada vedrust terasest.
Silikoon vähendab terase tihedust, soojusjuhtivust ja elektrijuhtivust. Võib soodustada ferriitkarkassi karmistumist ja vähendada koeritsivust. On kalduvus vähendada kristallide anisotroopiat, nii et magnetiseerimine on lihtne, magnettakistus väheneb ja seda saab kasutada elektrotehnilisest terasest, nii et magnetvälja terasleht on väiksema magnetilise hüstereesi kadu. Silikoon võib suurendada ferriidi magnetilist läbilaskvust, nii et teraslehtedel on suurem magnetilise induktsiooni tugevus nõrgema magnetvälja juures. Kuid tugeva magnetvälja juures vähendab räni terase magnetilist induktsiooni tugevust. Räni tugevast deoksüdeerumisest tingituna vähendab räni raua magnetilist vananemist.
Kui räni sisaldav teras kuumutatakse oksüdeerivas keskkonnas, moodustub pinnale SiO2 kile, mis suurendab terase oksüdatsioonikindlust kõrgetel temperatuuridel.
Silicon võib soodustada kasvu kollaste kristallide valatud terasest ja vähendada plastilisust. Kui räni teras kuumutamisel jahutab kiiresti, on terase väline soojusjuhtivus ja temperatuuri erinevus terasest seest ja sellest väljaspool suur ning seetõttu puruneb.
Räni võib vähendada terase keevitust. Kuna hapniku sidumisvõime on tugevam kui raua puhul, on keevitamisel kergesti tekkiv sulamistemperatuuri silikaat, mis suurendab sulanud räbu ja sulatatud metalli voolavust, mis põhjustab keevitamise kvaliteeti ja mõjutab seda. Silicon on hea deoksüduaator. Kui deoksüdeeritakse alumiiniumiga, lisatakse vastavalt vajadusele teatud kogus räni, mis võib märkimisväärselt suurendada deoksüdatsiooni kiirust. Algselt on räni jääk terasest, mida toodetakse toorainena terase tootmise ja terase tootmise ajal. Keemistemperatuurides on räni piiratud <> Kui tahtlikult lisatakse, lisatakse terase tootmisel ferrosiliitsiumi sulamid.
(11) mangaan (Mn)
Mangaan on hea desoksüdeerija ja desulfureerija. Teras üldiselt sisaldab teatud kogust mangaani, mis võib väävli tõttu kõrvaldada terasest kuumuse ja vähendada terase kuumust.
Mangaani ja rauda moodustunud tahke lahus suurendab terasest ferriidi ja austeniidi kõvadust ja tugevust. Samal ajal on see osa karbiidide moodustumisest ja siseneb tsementiiti, et asendada osa raua aatomitest. Mangaan vähendab terasest kriitilist üleminekutemperatuuri. See mängib rolli pearliidi rafineerimisel ja ka kaudselt mängib olulist rolli pärliteraasi tugevuse suurendamisel. Mangaani võime austeniiti stabiliseerida on ainult nikkel ja suurendab ka terase kõvenevust. Kasutatav mangaan ei sisalda koos teiste elementidega rohkem kui 2%, et valmistada erinevaid legeertaime.
Mangaan on rikkalike ressursside ja erinevate funktsioonide omadustega ning seda on laialdaselt kasutatud, näiteks süsinikterasest ja kõrgema mangaani sisaldusega keevisalust.
Kõrge süsinikusisaldusega ja kõrge mangaani kulumiskindlusega teras võib mangaani sisaldus ulatuda 10% -st kuni 14% -ni. Pärast lahuse puhastamist on see väga tugev. Kui see mõju saab ja deformeerub, tugevneb pinnakiht deformatsiooni tõttu ja sellel on kõrge vastupidavus. Lihvimine
Mangaan ja väävel moodustavad kõrge sulamistemperatuuriga MnS, mis hoiab ära FeS-i põhjustatud kuuma õnnetuse. Mangaanil on tendents suurendada terasejäätmete karmistumist ja tundlikkust tuirutraktile. Kui pärast valamist ja sepistamist ei ole sulatamine korralikult jahutatud, võib see kergesti põhjustada terasest valged laigud.
(12) Alumiinium (Al)
Alumiiniumi kasutatakse peamiselt terade desoksüdeerimiseks ja puhastamiseks. Tugevast korrosioonikindlast nitrüüditud kihist moodustamine nitrüüditud teras. Alumiinium võib inhibeerida madala süsinikusisaldusega teraste vananemist ja tõsta nende tugevust madalatel temperatuuridel. Kui sisu on kõrge, saab terase oksüdatsioonikindlust ja oksüdeeruva happe ja H2S-gaasi korrosioonikindlust parandada ning terase elektri- ja magnetilisi omadusi saab parandada. Alumiiniumil on terasest tugev tahke lahuse tugevdav toime, parandades kulumiskindlust, väsimustugevust ja tsingitud terasest südamiku mehaanilisi omadusi.
Raske sulamist, alumiiniumi ja nikli moodustavad ühendid, parandades nii sulatustugevust. Alumiiniumi sisaldav raud-kroomi alumiiniumsulam sisaldab peaaegu pidevaid takistusomadusi ja suurepärast oksüdatsioonikindlust kõrgel temperatuuril. See sobib elektrometallurgilise sulami materjalide ja kroomi alumiiniumi jaoks. Vastupidav traat.