Құрылыста, өнеркәсіпте және ауыл шаруашылығының кейбір салаларында металл бұйымдарын белсенді пайдалануды байқауға болады. Оның үстіне бір металл қолдану аясына қарай әртүрлі техникалық және пайдалану қасиеттерін ашады. Мұны допинг процестерімен түсіндіруге болады. Негізгі дайындама жаңа сапаларға ие болатын немесе бар сипаттамаларға сәйкес жетілдірілетін технологиялық процедура. Бұған легирлеуші қасиеттері металл құрылымын өзгертудің химиялық және физикалық процестерін тудыратын белсенді элементтер ықпал етеді.
Негізгі легирлеуші элементтер
Көміртектің легірлеу процестерінде үлкен, бірақ бір мәнді мәні бар. Бір жағынан, оның металл құрылымында шамамен 1,2% концентрациясы беріктіктің, қаттылықтың және суық сынғыштық деңгейін арттыруға ықпал етеді, ал екінші жағынан, сонымен қатар материалдың жылу өткізгіштігі мен тығыздығын төмендетеді. Бірақ бұл ең бастысы емес. Барлық легирленген элементтер сияқты, ол күшті температура әсерінен технологиялық өңдеу кезінде қосылады. Дегенмен, операция аяқталғаннан кейін құрылымда барлық қоспалар мен белсенді компоненттер қалмайды. Металда тек көміртек қалуы мүмкінжәне түпкілікті өнімнің қажетті сипаттамаларына байланысты технологтар металды тазарту немесе оның қазіргі сапасын сақтау туралы шешім қабылдайды. Яғни, олар арнайы легірлеу операциясы арқылы көміртегі құрамын өзгертеді.
Сонымен қатар кремний мен марганецті негізгі легирлеуші элементтер тізіміне қосуға болады. Біріншісі мақсатты құрылымға минималды пайызбен енгізіледі (0,4% аспайды) және дайындаманың сапасының өзгеруіне ерекше әсер етпейді. Осыған қарамастан, бұл компонент, марганец сияқты, тотықсыздандыратын және байланыстыратын зат ретінде өте маңызды. Легірлеуші элементтердің бұл қасиеттері құрылымның негізгі тұтастығын анықтайды, ол легірлеу процесінде де басқа, қазірдің өзінде белсенді элементтер мен қоспаларды органикалық түрде қабылдауға мүмкіндік береді.
Көмекші легирлеуші элементтер
Бұл элементтер тобына әдетте титан, молибден, бор, ванадий және т.б. Бұл буынның ең көрнекті өкілі молибден болып табылады, ол хромды болаттарда жиі қолданылады. Атап айтқанда, оның көмегімен металдың беріктігі жоғарылайды, ал суық сынғыштық шегі де төмендейді. Болат маркаларын салу және молибден компоненттерін пайдалану үшін пайдалы. Бұл ішкі тотығу қаупін жоя отырып, металдарға динамикалық және статикалық беріктік беретін болаттағы тиімді легирленген элементтер. Титанға келетін болсақ, ол сирек қолданылады және тек бір тапсырма үшін қолданылады - хром-марганец қорытпаларындағы құрылымдық түйіршіктерді ұнтақтау. Қосымшаларды мақсатты деп атауға боладыкальций және қорғасын. Олар металл дайындамалар үшін пайдаланылады, олар кейіннен кесу операцияларына ұшырайды.
Легирлеуші элементтердің классификациясы
Легирлеуші элементтерді негізгі және көмекші деп өте шартты түрде бөлуден басқа, айырмашылықтың басқа, дәлірек белгілері де қолданылады. Мысалы, қорытпалар мен болаттардың сипаттамаларына әсер ету механикасы бойынша элементтер үш санатқа бөлінеді:
- Карбидтердің түзілуіне әсер ету.
- Полиморфты түрлендірулермен.
- Металаралық қосылыстардың түзілуімен.
Үш жағдайдың әрқайсысында легірлеуші элементтердің металаралық қосылыстардың қасиеттеріне әсері бөгде қоспаларға да байланысты екенін ескеру қажет. Мысалы, бірдей көміртектің немесе темірдің концентрациясы мәнге ие болуы мүмкін. Сондай-ақ әсер ету сипатына қарай полиморфты түрлендірудің қазірдің өзінде элементтерінің жіктелуі бар. Атап айтқанда, қорытпада легірленген ферриттің болуына мүмкіндік беретін элементтер, сондай-ақ температураға қарамастан оңтайлы аустенит құрамын тұрақтандыруға ықпал ететін олардың аналогтары ерекшеленеді.
Қорытпалар мен болаттарға легирлеудің әсері
Болаттың сапа сипаттамаларын жақсартудың бірнеше жолы бар. Ең алдымен, бұл материалдың техникалық ресурсын анықтайтын физикалық сапалар. Бұл бөлікте легирлеу беріктік, иілгіштік, шынықтыру және қаттылықты арттыруға мүмкіндік береді. Басқа бағыт оңлегирленген элементтердің әсері қорғаныс қасиеттерін жақсарту болып табылады. Осыған байланысты соққыға төзімділікті, қызыл қаттылықты, ыстыққа төзімділікті және коррозияға зақым келтірудің жоғары шегін атап өткен жөн. Кейбір қолданбалар үшін металдар электрохимиялық қасиеттерді ескере отырып дайындалады. Бұл жағдайда легірлеуші элементтер электр және жылу өткізгіштігін, тотығуға төзімділігін, магниттік өткізгіштігін және т.б. арттыру үшін пайдаланылуы мүмкін.
Зиянды қоспалардың әсер ету ерекшеліктері
Зиянды қоспалардың типтік өкілдері фосфор мен күкірт болып табылады. Фосфорға келетін болсақ, темірмен қосылса, ол легирленгеннен кейін сақталатын сынғыш түйіршіктер түзуге қабілетті. Нәтижесінде алынған қорытпа жоғары тығыздық дәрежесін жоғалтады, сонымен қатар сынғыштыққа ие болады. Дегенмен, көміртегімен комбинация да чипті бөлу процесін жақсарта отырып, оң сипаттама береді. Бұл сапа өңдеу процестерін жеңілдетеді. Күкірт, өз кезегінде, одан да қауіпті зат. Егер тұтастай алғанда болатқа легирленген элементтердің әсері материалдың сыртқы әсерлерге төзімділігін арттыруға бағытталған болса, онда бұл қоспа осы қасиеттер тобын теңестіреді. Мысалы, оның құрылымдағы жоғары концентрациясы тозудың жоғарылауына, металдың шаршауға төзімділігінің төмендеуіне және коррозияға төзімділіктің барынша азаюына әкеледі.
Легірлеу технологиясы
Әдетте, легірлеу металлургиялық өндіріс шеңберінде жүзеге асырылады және қосымша енгізуді білдіреді.жоғарыда қарастырылған элементтер. Термиялық өңдеу нәтижесінде құрылымда жекелеген заттардың қосылуының химиялық және физикалық процестері, сондай-ақ деформациялар пайда болады. Осылайша, легирленген элементтер металлургия өнімдерінің сапасын жақсартуға мүмкіндік береді.
Қорытынды
Легірлеу – металдың сипаттамаларын өзгертудің күрделі технологиялық процесі. Оның күрделілігі негізінен дайындама қасиеттерінің қажетті жиынтығына қол жеткізу үшін оңтайлы рецептердің бастапқы таңдауында жатыр. Жоғарыда айтылғандай, легірлеуші элементтердің әсері әртүрлі және түсініксіз. Белсенді қоспаның бірдей құрамдас бөлігі, мысалы, бір мезгілде металдың беріктігін жақсарта алады және оның жылу өткізгіштігін нашарлатады. Технологтардың міндеті - металл бөлікті немесе конструкцияны белгілі бір мақсаттарда пайдалану тұрғысынан оның сапасы бойынша ең қолайлы ететін элементтердің ұтымды комбинацияларын әзірлеу.
