Легирленген болат - Alloy steel

Легирленген болат болып табылады болат Бұл легірленген әр түрлі элементтер жалпы көлемде оны жақсарту үшін салмағы бойынша 1,0% -дан 50% -ға дейін механикалық қасиеттері. Легирленген болаттар екі топқа бөлінеді: төмен легірленген және жоғары легірленген болаттар. Екеуінің арасындағы айырмашылық даулы. Смит пен Хашеми айырмашылықты 4,0% деңгейінде анықтаса, Дегармо, т.б., оны 8,0% деңгейінде анықтаңыз.^[1]^[2] Көбінесе «легирленген болат» сөз тіркесі төмен легирленген болаттарды білдіреді.

Қатаң түрде әр болат қорытпа болып табылады, бірақ барлық болаттар «легірленген болаттар» деп аталмайды. Ең қарапайым болаттар темір (Fe) легирленген көміртегі (C) (түріне байланысты 0,1% -дан 1% -ға дейін). Алайда, «легирленген болат» термині болаттарға қатысты стандартты термин болып табылады басқа легірлеуші элементтер әдейі қосылды қосымша ретінде көміртегі Жалпы қорытпаларға жатады марганец (ең кең тарағаны), никель, хром, молибден, ванадий, кремний, және бор. Аз кездесетін легирленген қоспаларға жатады алюминий, кобальт, мыс, церий, ниобий, титан, вольфрам, қалайы, мырыш, қорғасын, және цирконий.

Төменде легирленген болаттардағы жақсартылған қасиеттер тізбегі келтірілген (салыстырғанда көміртекті болаттар ): күш, қаттылық, қаттылық, тозуға төзімділік, коррозияға төзімділік, қаттылық, және ыстық қаттылық. Кейбір жақсартылған қасиеттерге қол жеткізу үшін металл қажет болуы мүмкін термиялық өңдеу.

Олардың кейбіреулері экзотикалық және жоғары сұранысқа ие қосымшаларда, мысалы реактивті қозғалтқыштардың турбиналық қалақтарында және ядролық реакторларда қолданылады. Темірдің ферромагниттік қасиеттері болғандықтан, кейбір болат қорытпалары магниттілікке реакциясы өте маңызды болатын қосымшаларды табады, соның ішінде электр қозғалтқыштарында және трансформаторларда.

Төмен легирленген болаттар

Бірнеше қарапайым легирленген болаттар:

D6AC
300М
256А

**Негізгі легирленген болаттар**^[3]
SAE белгіленуі	Композиция
13хх	Mn 1,75%
40хх	Mo 0,20% немесе 0,25% немесе 0,25% Mo & 0,042% S
41хх	Cr 0,50% немесе 0,80% немесе 0,95%, Mo 0,12% немесе 0,20% немесе 0,25% немесе 0,30%
43хх	Ni 1,82%, Cr 0,50% -дан 0,80%, Mo 0,25%
44хх	Mo 0,40% немесе 0,52%
46хх	Ni 0,85% немесе 1,82%, Mo 0,20% немесе 0,25%
47хх	Ni 1,05%, Cr 0,45%, Mo 0,20% немесе 0,35%
48хх	Ni 3.50%, Mo 0.25%
50хх	Cr 0,27% немесе 0,40% немесе 0,50% немесе 0,65%
50ххх	Cr 0,50%, C 1,00% мин
50Бхх	Cr 0,28% немесе 0,50%, және бор қосылды
51хх	Cr 0,80% немесе 0,87% немесе 0,92% немесе 1,00% немесе 1,05%
51ххх	Cr 1,02%, C 1,00% мин
51Бхх	Cr 0,80%, және бор қосылды
52ххх	Cr 1,45%, C 1,00% мин
61хх	Cr 0,60% немесе 0,80% немесе 0,95%, V 0,10% немесе 0,15% мин
86хх	Ni 0,55%, Cr 0,50%, Mo 0,20%
87xx	Ni 0,55%, Cr 0,50%, Mo 0,25%
88хх	Ni 0,55%, Cr 0,50%, Mo 0,35%
92xx	Si 1,40% немесе 2,00%, Mn 0,65% немесе 0,82% немесе 0,85%, Cr 0,00% немесе 0,65%
94Бхх	Ni 0,45%, Cr 0,40%, Mo 0,12%, және қосымша бор
ES-1	Ni 5%, Cr 2%, Si 1,25%, W 1%, Mn 0,85%, Mo 0,55%, Cu 0,5%, Cr 0,40%, C 0,2%, V 0,1%

Материалтану

Материалда белгілі бір қасиеттерге жету үшін легірлеуші элементтер қосылады. Нұсқаулық ретінде легірлеуші элементтер беріктікті немесе қатаюды жоғарылату үшін төмен пайыздарда (5% -дан аз) немесе үлкен пайыздарда (5% -дан жоғары) қосылады, мысалы коррозияға төзімділік немесе температураның тұрақтылығы.^[2]Марганец, кремний немесе алюминий қосылады болат құю еріген жою процесі оттегі, күкірт және фосфор бастап балқу.Мерганец, кремний, никель және мыс ферритте қатты ерітінділер түзіп беріктігін арттыру үшін қосылады. Хром, ванадий, молибден және вольфрам екінші фазаны қалыптастыру арқылы беріктігін арттырады карбидтер. Никель мен мыс аз мөлшерде коррозияға төзімділікті жақсартады. Молибден сынғыштыққа қарсы тұруға көмектеседі. Цирконий, церий және кальций қоспалардың пішінін бақылау арқылы беріктікті жоғарылатады. Күкірт (түрінде марганец сульфиді ), қорғасын, висмут, селен және теллур өңделуді жоғарылатады.^[4]Легирленген элементтер қатты ерітінділер немесе қосылыстар немесе карбидтер түзуге бейім. Никель ферритте өте жақсы ериді; сондықтан ол қосылыстар түзеді, әдетте Ni₃Al. Алюминий ферритте ериді және Al қосылыстарын түзеді₂O₃ және AlN. Кремний де өте жақсы ериді және әдетте SiO қосылысын құрайды₂• М_хO_ж. Марганец көбінесе ферритте ериді, MnS, MnO • SiO қосылыстарын құрайды₂, сонымен қатар (Fe, Mn) түрінде карбидтер түзеді₃C. Хром болатта феррит пен карбид фазалары арасындағы бөлімдер түзеді (Fe, Cr.)₃C) Cr₇C₃және Cr₂₃C₆. Хром түзетін карбидтің түрі көміртегі мен легірлеуші элементтердің басқа түрлерінің мөлшеріне байланысты. Вольфрам мен молибден карбидтер түзеді, егер көміртегі жеткілікті болса және күшті карбид түзуші элементтер болмаса (яғни, титан & ниобий ), олар W карбидтерін түзеді₂C және Mo₂Сәйкесінше C. Ванадий, титан және ниобий карбид түзетін күшті элементтер болып табылады ванадий карбиді, титан карбиді, және ниобий карбиді сәйкесінше.^[5]Легирленген элементтер болаттың эвтектоидтық температурасына да әсер етеді. Марганец және никель эвтектоидтық температураны төмендетеді және олар белгілі аустенитті тұрақтандырушы элементтер. Осы элементтердің жеткілікті мөлшерімен аустениттік құрылымды бөлме температурасында алуға болады. Карбид түзетін элементтер эвтектоидтық температураны көтереді; бұл элементтер ретінде белгілі ферритті тұрақтандырушы элементтер.^[6]

Болат үшін негізгі легірлеуші элементтердің негізгі әсерлері^[7]
Элемент	Пайыз	Негізгі функция
Алюминий	0.95–1.30	Легирленген элемент азоттау болаттар
Висмут	-	Өңдеу қабілетін жақсартады
Бор	0.001–0.003	(Бор болаты Қатты беріктендіргіш
Хром	0.5–2	Қаттылықты жоғарылатады
Хром	4–18	Коррозияға төзімділікті жоғарылатады
Мыс	0.1–0.4	Коррозияға төзімділік
Қорғасын	-	Жақсартылған өңдеу
Марганец	0.25–0.40	-Мен біріктіреді күкірт және бірге фосфор сынғыштықты азайту үшін. Сондай-ақ балқытылған болаттан артық оттегін кетіруге көмектеседі.
Марганец	>1	Трансформация нүктелерін төмендетіп, трансформациялардың баяу жүруіне әкеліп, беріктікті жоғарылатады
Молибден	0.2–5	Тұрақты карбидтер; астық өсуін тежейді. Болаттың беріктігін арттырады, осылайша молибденді кесетін бөлшектер жасауға өте құнды қорытпалы металл етеді станоктар және сонымен қатар турбина пышақтары турбоактивті қозғалтқыштар. Сондай-ақ зымыран қозғалтқыштары.
Никель	2–5	Қаттырақ
Никель	12–20	Коррозияға төзімділікті жоғарылатады
Кремний	0.2–0.7	Күшті арттырады
	2.0	Серіппелі болаттар
	Жоғары пайыздар	Магниттік қасиеттерін жақсартады
Күкірт	0.08–0.15	Еркін өңдеу қасиеттері
Титан	-	Көміртекті инертті бөлшектерде бекітеді; хром болаттарындағы мартенситтік қаттылықты төмендетеді
Вольфрам	-	Балқу температурасын жоғарылатады.
Ванадий	0.15	Тұрақты карбидтер; икемділікті сақтай отырып, беріктігін арттырады; дәннің ұсақ құрылымына ықпал етеді. Жоғары температурада қаттылықты жоғарылатады

Сондай-ақ қараңыз

Пайдаланылған әдебиеттер

^ Смит, б. 393.
^ ^а ^б Дегармо, б. 112.
^ Смит, б. 394.
^ Дегармо, б. 113.
^ Смит, 394-395 б.
^ Смит, 395-396 бет
^ Дегармо, б. 144.

Библиография

Дегармо, Э.Паул; Блэк Дж .; Кохсер, Рональд А. (2007), Өндірістегі материалдар мен процестер (10-шы басылым), Вили, ISBN 978-0-470-05512-0.
Гроувер, М.П., 2007, б. 105-106, Қазіргі өндіріс негіздері: материалдар, процестер мен жүйелер, 3-ші басылым, Джон Вили және ұлдары, Инк., Хобокен, Ндж., ISBN 978-0-471-74485-6.
Смит, Уильям Ф .; Хашеми, Джавад (2001), Материалтану және инженерия негіздері (4-ші басылым), McGraw-Hill, б. 394, ISBN 0-07-295358-6

[1] Смит, б. 393.

[degarmo112-2] а ^б Дегармо, б. 112.

[3] Смит, б. 394.

[4] Дегармо, б. 113.

[5] Смит, 394-395 б.

[6] Смит, 395-396 бет

[7] Дегармо, б. 144.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]