Būvniecībā, rūpniecībā un atsevišķās lauksaimniecības jomās vērojama aktīva metālizstrādājumu izmantošana. Turklāt viens un tas pats metāls atkarībā no izmantošanas jomas atklāj dažādas tehniskās un ekspluatācijas īpašības. Tas skaidrojams ar dopinga procesiem. Tehnoloģiskā procedūra, kurā pamata sagatave iegūst jaunas īpašības vai uzlabojas atbilstoši esošajām īpašībām. To veicina aktīvie elementi, kuru leģējošās īpašības izraisa ķīmiskus un fizikālus metāla struktūras maiņas procesus.
Galvenie leģējošie elementi
Ogleklim ir liela, bet neskaidra vērtība sakausēšanas procesos. No vienas puses, tā koncentrācija metāla struktūrā aptuveni 1,2% veicina stiprības, cietības un aukstā trausluma līmeņa paaugstināšanos, no otras puses, samazina materiāla siltumvadītspēju un blīvumu. Bet pat tas nav galvenais. Tāpat kā visi leģējošie elementi, tas tiek pievienots tehnoloģiskās apstrādes laikā spēcīgas temperatūras ietekmē. Tomēr ne visi piemaisījumi un aktīvās sastāvdaļas paliek struktūrā pēc operācijas pabeigšanas. Metālā var palikt tikai ogleklisun atkarībā no gala produkta nepieciešamajām īpašībām tehnologi izlemj, vai metālu attīrīt vai saglabāt tā pašreizējās īpašības. Tas nozīmē, ka tie maina oglekļa saturu, izmantojot īpašu sakausēšanas darbību.
Arī silīciju un mangānu var pievienot sakausējuma pamata elementu sarakstam. Pirmais tiek ievadīts mērķa struktūrā minimālā procentuālā daudzumā (ne vairāk kā 0,4%), un tam nav īpašas ietekmes uz sagataves kvalitātes izmaiņām. Tomēr šī sastāvdaļa, tāpat kā mangāns, ir būtiska kā deoksidējoša un saistviela. Šīs leģējošo elementu īpašības nosaka struktūras pamata integritāti, kas pat leģēšanas procesā ļauj organiski uztvert citus, jau aktīvos elementus un piemaisījumus.
Leģējošie palīgelementi
Šajā elementu grupā parasti ietilpst titāns, molibdēns, bors, vanādijs utt. Visizcilākais šīs saites pārstāvis ir molibdēns, ko biežāk izmanto hroma tēraudos. Jo īpaši ar tā palīdzību tiek palielināta metāla sacietēšana, kā arī tiek samazināts aukstā trausluma slieksnis. Noderīgs tērauda marku celtniecībā un molibdēna komponentu izmantošanai. Tie ir efektīvi leģējošie elementi tēraudā, kas nodrošina metāliem dinamisku un statisku izturību, vienlaikus novēršot iekšējās oksidācijas riskus. Kas attiecas uz titānu, tas tiek izmantots reti un tikai vienam uzdevumam - strukturālo graudu slīpēšanai hroma-mangāna sakausējumos. Papildinājumus var saukt arī par mērķtiecīgiemkalcijs un svins. Tos izmanto metāla sagatavēm, kuras pēc tam tiek grieztas.
Leģējošu elementu klasifikācijas
Papildus ļoti nosacītam sakausējošo elementu iedalījumam galvenajā un palīgelementā tiek izmantotas arī citas, precīzākas atšķirības pazīmes. Piemēram, saskaņā ar sakausējumu un tēraudu raksturlielumu ietekmes mehāniku elementus iedala trīs kategorijās:
- Ietekmē karbīdu veidošanos.
- Ar polimorfām pārvērtībām.
- Ar intermetālisku savienojumu veidošanos.
Ir svarīgi ņemt vērā, ka katrā no trim gadījumiem leģējošo elementu ietekme uz intermetālisko savienojumu īpašībām ir atkarīga arī no svešķermeņiem. Piemēram, viena un tā paša oglekļa vai dzelzs koncentrācijai var būt vērtība. Ir arī jau polimorfās transformācijas elementu klasifikācija pēc trieciena rakstura. Jo īpaši izšķir elementus, kas sakausējumā pieļauj leģēta ferīta klātbūtni, kā arī to analogus, kas veicina optimālā austenīta satura stabilizāciju neatkarīgi no temperatūras.
Leģēšanas ietekme uz sakausējumiem un tēraudiem
Ir vairāki veidi, kā uzlabot tērauda kvalitātes īpašības. Pirmkārt, tās ir fiziskās īpašības, kas nosaka materiāla tehniskos resursus. Leģēšana šajā daļā ļauj palielināt izturību, elastību, rūdāmību un cietību. Cits virziens pozitīvssakausējuma elementu ietekme ir uzlabot aizsargājošās īpašības. Šajā sakarā ir vērts izcelt triecienizturību, sarkano cietību, karstumizturību un augstu korozijas bojājumu slieksni. Dažiem lietojumiem metālus sagatavo arī, ņemot vērā elektroķīmiskās īpašības. Šajā gadījumā leģējošus elementus var izmantot, lai palielinātu elektrisko un siltumvadītspēju, oksidācijas pretestību, magnētisko caurlaidību utt.
Kaitīgo piemaisījumu ietekmes pazīmes
Tipiski kaitīgo piemaisījumu pārstāvji ir fosfors un sērs. Kas attiecas uz fosforu, tad, ja to apvieno ar dzelzi, tas spēj veidot trauslus graudus, kas saglabājas pēc sakausēšanas. Tā rezultātā iegūtais sakausējums zaudē augstu blīvuma pakāpi, kā arī ir apveltīts ar trauslumu. Tomēr kombinācija ar oglekli dod arī pozitīvu raksturlielumu, uzlabojot skaidu atdalīšanas procesu. Šī kvalitāte atvieglo apstrādes procesus. Savukārt sērs ir vēl bīstamāka viela. Ja sakausējuma elementu ietekme uz tēraudu kopumā ir paredzēta, lai uzlabotu materiāla izturību pret ārējām ietekmēm, tad šis piemaisījums izlīdzina šo īpašību grupu. Piemēram, tā augstā koncentrācija konstrukcijā palielina nodilumu, samazina metāla noguruma izturību un samazina izturību pret koroziju.
Leģēšanas tehnoloģija
Parasti leģēšana tiek veikta metalurģijas ražošanas ietvaros un nozīmē papildu ieviešanuiepriekš apspriestie elementi. Termiskās apstrādes rezultātā konstrukcijā notiek atsevišķu vielu savienošanās ķīmiskie un fizikālie procesi, kā arī deformācijas. Tādējādi leģējošie elementi ļauj uzlabot metalurģijas izstrādājumu kvalitāti.
Secinājums
Leģēšana ir sarežģīts tehnoloģisks process metāla īpašību maiņai. Tās sarežģītība galvenokārt ir saistīta ar primāro optimālo recepšu izvēli, lai sasniegtu vēlamo sagataves īpašību kopumu. Kā jau minēts, sakausējuma elementu ietekme ir daudzveidīga un neskaidra. Tā pati aktīvās piedevas sastāvdaļa var, piemēram, vienlaikus uzlabot metāla stiprību un pasliktināt tā siltumvadītspēju. Tehnologu uzdevums ir izstrādāt uzvarošas elementu kombinācijas, kas metāla detaļu vai konstrukciju padarīs pēc īpašībām vispieņemamāko izmantošanai specifiskiem mērķiem.
