Celik Alasim Elementleri

Çelik esasen demir ve bazı ek elementlerle karbon alaşımıdır. Alaşımlama işlemi, çeliğin kimyasal bileşimini değiştirmek ve karbon çeliği üzerindeki özelliklerini iyileştirmek veya belirli bir uygulamanın gereksinimlerini karşılayacak şekilde ayarlamak için kullanılır.

Alaşımlama işlemi sırasında, metaller birleştirilerek daha yüksek mukavemet, daha az korozyon veya diğer özellikler sağlayan yeni yapılar oluşturulur. Paslanmaz çelik, krom ilavesini içeren alaşımlı çelik örneğidir.

Çelik Alaşımlı Ajanların Faydaları

Farklı alaşım elementlerinin - veya katkı maddelerinin - her biri çeliğin özelliklerini farklı şekilde etkiler. Alaşımlama yoluyla geliştirilebilecek bazı özellikler şunlardır:

Ostenitin stabilize edilmesi: Nikel, manganez, kobalt ve bakır gibi elementler, ostenitin bulunduğu sıcaklık aralığını arttırır.

Stabilize edici ferrit: Krom, tungsten, molibden, vanadyum, alüminyum ve silikon, ostenitte karbonun çözünürlüğünü azaltmaya yardımcı olabilir. Bu, çelikteki karbür sayısında bir artışa neden olur ve ostenitin bulunduğu sıcaklık aralığını azaltır.

Karbür oluşturma: Krom, tungsten, molibden, titanyum, niyobyum, tantal ve zirkonyum dahil olmak üzere birçok küçük metal, çelikte sertliği ve mukavemeti artıran güçlü karbürler oluşturur. Bu çelikler genellikle yüksek hız çeliği ve sıcak iş takım çeliği yapmak için kullanılır.

Grafitleştirme: Silikon, nikel, kobalt ve alüminyum, karbürlerin çelikteki stabilitesini azaltarak parçalanmalarını ve serbest grafit oluşumunu teşvik edebilir.

Ötektoid konsantrasyonunun azaltılması gereken uygulamalarda titanyum, molibden, tungsten, silikon, krom ve nikel eklenir. Bu elementlerin hepsi çelikteki ötektoid karbon konsantrasyonunu düşürür.

Birçok çelik uygulaması daha fazla korozyon direnci gerektirir. Bu sonucu elde etmek için alüminyum, silikon ve krom alaşımlıdır. Çeliğin yüzeyinde koruyucu bir oksit tabakası oluştururlar, böylece metali belirli ortamlarda daha fazla bozulmaya karşı korurlar.

Ortak Çelik Alaşımları

Aşağıda yaygın olarak kullanılan alaşım elementlerinin ve bunların paslanmaz sac gibi çelik üzerindeki etkilerinin bir listesi (parantez içindeki standart içerik):

Alüminyum (% 0.95-1.30): Bir deoksidizer. Östenit tanelerinin büyümesini sınırlamak için kullanılır.

Bor (% 0.001-0.003): Biçimlendirilebilirliği ve işlenebilirliği geliştiren sertleşebilirlik maddesi. Bor tamamen öldürülmüş çeliğe eklenir ve sertleştirme etkisi için sadece çok küçük miktarlarda eklenmesi gerekir. Bor ilaveleri düşük karbonlu çeliklerde en etkilidir.

Krom (% 0.5-18): Paslanmaz çeliklerin önemli bir bileşenidir. Yüzde 12'nin üzerinde içerikte krom, korozyon direncini önemli ölçüde artırır. Metal ayrıca sertleşebilirliği, mukavemeti, ısıl işlemlere yanıtı ve aşınma direncini geliştirir.

Kobalt: Yüksek sıcaklıklarda gücü ve manyetik geçirgenliği artırır.

Bakır (% 0.1-0.4): Çoğunlukla çeliklerde artık ajan olarak bulunur, çökelme sertleştirme özellikleri üretmek ve korozyon direncini arttırmak için bakır da eklenir.

Kurşun: Sıvı veya katı çelikte hemen hemen çözünmez olmasına rağmen, işlenebilirliği arttırmak için dökme sırasında mekanik çelik yoluyla karbon çeliklerine kurşun eklenir.

Manganez (% 0.25-13): Demir sülfür oluşumunu ortadan kaldırarak yüksek sıcaklıklarda mukavemeti arttırır. Manganez ayrıca sertleşebilirliği, sünekliği ve aşınma direncini arttırır. Nikel gibi, manganez de östenit oluşturan bir elementtir ve AISI 200 Serisi Östenitik paslanmaz çeliklerde nikel yerine kullanılabilir.

Molibden (% 0.2-5.0): Paslanmaz çeliklerde az miktarlarda bulunan molibden, özellikle yüksek sıcaklıklarda sertleşebilirliği ve mukavemeti arttırır. Genellikle krom-nikel östenitik çeliklerde kullanılan molibden, klorürlerin ve kükürt kimyasallarının neden olduğu çukur korozyonuna karşı korur.

Nikel (% 2-20): Paslanmaz çelikler için kritik olan bir başka alaşım elementi olan nikel, yüksek krom paslanmaz çeliğe% 8'den fazla içerikte eklenir. Nikel, oksitlenme ve korozyona karşı direnci arttırırken, mukavemeti, darbe mukavemetini ve tokluğu arttırır. Küçük miktarlarda eklendiğinde düşük sıcaklıklarda tokluğu da arttırır.

Niyobyum: Sert karbürler oluşturarak karbonu stabilize etme yararına sahiptir ve genellikle yüksek sıcaklıklı çeliklerde bulunur. Küçük miktarlarda, niyobyum akma mukavemetini önemli ölçüde artırabilir ve daha düşük bir dereceye kadar çeliklerin gerilme mukavemetinin yanı sıra etkiyi güçlendiren ılımlı yağışa sahiptir.

Azot: Paslanmaz çeliklerin östenitik stabilitesini arttırır ve bu tür çeliklerde akma dayanımını artırır.

Fosfor: Düşük alaşımlı çeliklerde işlenebilirliği artırmak için fosfor genellikle kükürt ile eklenir. Ayrıca mukavemet ekler ve korozyon direncini arttırır.

Selenyum: İşlenebilirliği artırır.

Silikon (% 0.2-2.0): Bu metaloid mukavemeti, elastikiyeti, asit direncini arttırır ve daha büyük tane boyutlarına neden olur, böylece daha büyük manyetik geçirgenliğe yol açar. Silikon, çelik üretiminde bir oksijeni giderici maddede kullanıldığından, hemen hemen her zaman tüm çelik sınıflarında yüzde olarak bulunur.

Sülfür (% 0.08-0.15): Az miktarda eklendiğinde, kükürt sıcak kısalmaya neden olmadan işlenebilirliği artırır. Manganez ilavesi ile, manganez sülfürün demir sülfitten daha yüksek bir erime noktasına sahip olması nedeniyle sıcak kısalması daha da azalır.

Titanyum: Östenit tane boyutunu sınırlarken hem mukavemet hem de korozyon direncini artırır. Yüzde 0.25-0.60 titanyum içeriğinde karbon, titanyum ile birleşerek kromun tahıl sınırlarında kalmasına ve oksitlenmeye karşı koymasına izin verir.

Tungsten: Özellikle yüksek sıcaklıklarda sertliği artırmak için kararlı karbürler üretir ve tane boyutunu inceltir.

Vanadyum (% 0.15): Titanyum ve niyobyum gibi, vanadyum da yüksek sıcaklıklarda mukavemeti artıran stabil karbürler üretebilir. İnce taneli bir yapıyı teşvik ederek süneklik korunabilir.

Zirkonyum (% 0.1): Mukavemeti arttırır ve tane boyutlarını sınırlar. Mukavemet, çok düşük sıcaklıklarda (donma noktasının altında) belirgin şekilde arttırılabilir. Yaklaşık% 0.1'e kadar zirkonyum içeren çelikler daha küçük tane boyutlarına sahip olacak ve kırılmaya karşı direnç gösterecektir.