Утицај легирајућих елемената на термичку обраду челика

Додатак легирајућих елемената може променити температуру фазног прелаза и процес челика, чиме утиче на ефикасност топлотне обраде. На пример, неки легирајући елементи као што су хром, никл итд. могу да побољшају каљивост челика, омогућавајући му да добије дубљи каљени слој чак и при већим величинама попречног пресека. Ово помаже да се побољшају укупне перформансе и издржљивост челика.

Поред тога, легирајући елементи такође могу утицати на процес каљења челика. Током процеса каљења, легирајући елементи могу да се комбинују са угљеником да формирају стабилне карбиде, чиме се побољшава отпорност челика на каљење. То значи да чак и након{{2}каљења на високим температурама, челик и даље може да задржи високу тврдоћу и чврстоћу.

• Као један од важних елемената у челику, садржај Ц директно утиче на тврдоћу, жилавост, чврстоћу, тврдоћу гашења и перформансе заваривања челика. Висок садржај угљеника, висока тврдоћа, али слаба жилавост, велика склоност пуцању током термичке обраде и лоша заварљивост; Низак садржај угљеника, ниска тврдоћа, лоша отврдљивост и отпорност на хабање.

• Си не формира карбиде у челику, већ постоји у облику чврстог раствора у фериту или аустениту. Си повећава чврстоћу чврстих раствора у челику; Али ако је садржај Си превисок, челик има високу осетљивост на прегревање.

• Мн је елемент који проширује област аустенитне фазе. Како се његов садржај повећава, не само да снижава температуру еутектоида, већ и смањује садржај угљеника у еутектоидној тачки. Због тога, под истим садржајем угљеника и брзином хлађења, како се садржај Мн у челику повећава, перлит у микроструктури не само да се рафинира, већ се и повећава у количини. То доводи до повећања чврстоће и тврдоће челика, значајно побољшавајући његову очврснулост. Недостатак Мн је што повећава осетљивост челика на прегревање и чини зрна грубљима; Поред тога, такође повећава крхкост каљења.

• Садржај Цр има значајан утицај на чврстоћу, пластичност и жилавост материјала на ниску{0}}температуру, пошто Цр може да се раствори у фериту и аустениту и формира различите карбиде са Ц у челику. Када се Цр раствори у аустениту, може побољшати очвршћавање челика. Када Цр и Ц формирају сложене карбиде и распршују се у челику, они могу играти улогу у јачању дисперзије. Међутим, иако Цр игра улогу јачања у челику, он такође смањује пластичност и повећава ломљивост каљења.

• Што се тиче каљеног и каљеног челика, повећање садржаја Мо значајно побољшава чврстоћу, пластичност и жилавост материјала на ниску{0} температуру. Због чврстог раствора Мо у фериту и аустениту, Ц-кривуља челика се може померити удесно, значајно побољшавајући способност каљења челика. Поред тога, Мо може значајно да повећа температуру рекристализације челика, побољша стабилност каљења и добије фин{4}} мартензит са ситним зрном након гашења и каљења, побољшавајући снагу и жилавост. Када се формирају Мо карбиди, они могу играти улогу у јачању дисперзије. Када је садржај Мо низак (<0.30%), the main focus is on solid solution strengthening, improving hardenability, and tempering stability.

• Ни може побољшати каљивост каљеног и каљеног челика и побољшати његову жилавост на ниским температурама, што резултира смањењем дуктилне крте прелазне температуре. Са повећањем садржаја Ни, побољшавају се и чврстоћа и пластичност материјала, посебно за побољшање жилавости при ниским{1}}температурама. То је зато што Ни формира само чврст раствор у челику, а ефекат јачања чврстог раствора није значајан, углавном повећањем површине клизања решетке током пластичне деформације да би се побољшала пластичност материјала.

• Количине Б у траговима могу значајно побољшати каљивост челика. Тренутни консензус је да током процеса гашења и хлађења аустенита, атоми бора имају тенденцију да се агломерирају на границама зрна, смањујући енергију границе зрна, инхибирајући нуклеацију ферита и одлажући формирање ферита. У исто време, атоми бора на границама зрна такође блокирају дифузију граничних атома зрна, успоравајући дифузију и нуклеацију ферита на границама зрна, чиме се повећава очвршћавање.

Легирани елементи могу значајно побољшати механичка својства челика, као што су тврдоћа, чврстоћа и жилавост. На пример, додавање одговарајуће количине угљеника може побољшати тврдоћу и чврстоћу челика, али прекомерни угљеник може смањити његову пластичност и жилавост. Због тога је у процесу производње челика потребна прецизна контрола садржаја легирајућих елемената.
Поред угљеника, други легирајући елементи као што су манган и силицијум такође могу побољшати снагу и тврдоћу челика. У међувремену, неки легирајући елементи као што су хром и никл могу побољшати отпорност на корозију и отпорност на оксидацију челика, чиме се продужава његов радни век.

Укратко, легирајући елементи имају значајан утицај на термичку обраду и механичка својства челика. Разумним одабиром и прилагођавањем типова и садржаја легирајућих елемената, перформансе челика могу бити оптимизоване да задовоље потребе различитих индустријских области. Ово је од великог значаја за побољшање квалитета челика и подстицање индустријског развоја.

Температура фазног прелаза и микроструктура челика имају значајан утицај на његова својства, а додавање легирајућих елемената може променити понашање фазног прелаза челика током загревања. На пример, Цр, Мн и други легирајући елементи имају значајан утицај на фазну трансформацију челика. Додавање Цр, Мн и других легирајућих елемената може повећати температуру фазне трансформације челика, побољшати структуру фазне трансформације и стабилизовати аустенитну структуру челика, чиме се побољшава његова тврдоћа и чврстоћа.

Додавање легирајућих елемената такође може утицати на структурну стабилност и отпорност челика на топлоту. Легуре елементи као што су волфрам, молибден, хром, итд. могу побољшати отпорност челика на топлоту и спречити појаве као што су крхкост и омекшавање на високим температурама. Поред тога, додавање легирајућих елемената може стабилизовати границе зрна и вишефазне интерфејсе челика, побољшати његову снагу и жилавост и побољшати перформансе резања.

Укратко, додавање легирајућих елемената имаће значајан утицај на процес загревања и микроструктурна својства челика. Због тога је приликом спровођења топлотне обраде челика неопходно у потпуности размотрити својства и ефекте легирајућих елемената како би се развио разуман процес топлотне обраде и побољшала механичка својства и век трајања челика.