Svrha legiranja čelika Flashcards
Koja je svrha legiranja čelika?
radi povišenja kapaciteta i pouzdanijeg funkcioniranja strojeva i uređaja u strojarstvu
Koja su svojstva koja se trebaju poboljšati legiranjem?
eksplotacijska: granica tečenja (Re), udarni rad loma, dinamička izdržljivost ( Rd ), otpornost na trošenje, kem. postojanost
proizvodna: obradljivost odvajanjem čestica, zavarljivost, kovkost i sl
Zašto je bolje da proizvedemo čelik koji je zakaljiv u ulju umjesto u vodi?
Jer kad je gašen u vodi postoji opasnost od puknuća, a kad bi proizveli čelik koji bi se mogao zakalit u ulju, onda bi se snizio pogonski kvar (škart)
Koji su legirni elemnti za legirajuće čelike?
Si (metaloid), Mn, Cr, Ni, W, Mo, V, Co, Ti, Cu, Al(metali)
Kako dijelimo leg elemente prema ukupnom udjelu legirajućih elemenata?
ugljične čelike ( Me=0)
niskolegirane čelike (Me<5%)
visokolegirane čelike (Me>5%)
Što je važno za legirne elemente u tehnici?
Važno je kako ti leg elementi djeluju na promjenu tj izobličenje Fe-Fe3C dij.
u kakvom se obliku pojavljuju u Fe-C-Me dijagramu
Koja je to prva skupina legirajućih elemenata Me
U prvoj skupini gama područje proširuje se u smjeru ordinate, tj. snižava temperature A3 i A1, porastom udjela legirajućih elemenata
u ovu skupinu spadaju: Mn, Ni, Co i Cu (gama-geni elementi)
legura koja se potpuno nalazi u austenitnoj strukturi s ugljikom bi tvorila austenitni čelik koji je potpuno nezakaljiv i neprokaljiv
Koja je to druga skupina legirajućih elemenata Me?
gama-područje se sužava porastom udjela legirajućih elemenata
temp A1 i A3 se povisuju
alfa-geni elementi: Si, Cr, W, Mo, V, Ti, Nb, Ta; Zr i B
legura koja se potpuno nalazi u feritnoj strukturi da bi još sadržavala i ugljik radilo bi se o feritnom čeliku koji je potpuno nezakaljiv
Kako legirajući elementi utječu na temperaturu A1?
alfa-geni povisuju temperaturu pretvorbe A1 ( a također i Acm i A3) pa će temperature austenitizacije čelika legiranih u nekim od ovih leg. el. morati biti više nego temp austenitizacije ugljičnih čelika jednakog sadržaja ugljika
gama-geni legirajući elementi snizuju temperature pretvorbe A1 čelika legiranog tim elementima, pa su općenito temp austenitizacije niže nego od one ugljičnih čelika jednakih sadržaja C
Kako leg elementi utječu na eutektoidnu granicu i max otopivost C u austenitu?
svi legirajući elementi snizuju eutektoidnu granicu i max otopivost C u austenitu
U kojim sve oblicima se mogu pojaviti legirajući elementi koji su dodani u Fe-C leguru?
supstituirani u feritnoj, austenitnoj i martenzitnoj rešetki
spojeni s ugljikom u karbid
spojeni sa željezom u intermetalni spoj (samo kod visokolegiranih čelika i to samo uz posebne uvjete)
Kako se dijele Me prema afinitetu spajanja s C?
dijele se na:
Karbidotvorce: Nb(niobij), B, Ti, V, Mo,W, Cr, Mn (poredani prema padu afiniteta prema C)
nekarbidotvorce: Ni, Co, Cu
Što su to karbidi?
Karbidi su kemijski spojevi metala s ugljikom
Što će napraviti neki karbidotvorac dodan Fe-C leguri?
Jednim će dijelom svojeg udjela stvarati karbide ( tim intezivnije što mu je afinitet prema C viši
drugim će dijelom supstituirati u Fe rešetku (feritnu, austenitnu, martenzitnu)
Kako supstituirani udjel leg elementa utječe na rešetku i što s tim izaziva?
supstituirani udjel leg.elementa distordira rešetku i time izaziva dvije pojave:
otežava gibanje dislokacija tj općenito povisuje čvrstoću (Rm), granicu tečenja (Re),a nešto snizuje istezljivost (A), kontrakciju (Z), i udarni rad loma (K), odnosno žilavost
otežava difuziju ugljika iz austenitne rešetke pri hlađenju tj otežava difuzijske pretvorbe austenita u ferit, perlit i bainit (time se olakšava pretvorba Ap u M)
Koji je cilj legiranja u slučaju da se čelik toplinski ne obrađuje?
Povišenje čvrstoće i granice tečenja, odnosno povišenje kemijske postojanosti (otpornosti na koroziju i na djelovanje kiselina i lužina)
u slučaju da je čelik namjenjen topl. obradi glavni je cilj legiranja olakšati pretvorbu pothlađenog austenita u martenzit, te na taj način povisiti tvrdoću, čvrstoću i granicu tečenja
Koje su to vrste karbida?
zavisno o vrsti i udjelu metalnih elemenata u legirajućem čeliku pojavljuje se jedan ili više vrsta karbida npr.:
cementit: Fe3C
legirani cementit: (Fe,Mn)3C, (Fe,Cr)3C, općenito: (Fe,Me)3C
dvostruki karbid: Fe3W3C, Fe3Mo3C, općenito Me6C
posebni (specijalni) karbidi: V4C3, Cr23C6, Cr7C3, Mo2C, W6C, WC
Kako se karbidi mogu pojaviti u mikrostrukturi?
Mogu se pojaviti u obliku lamela u perlitu (eutektoidni karbidi)
u obliku mreže (ljuske) oko metalnog zrna (što je nepovoljno), to su sekundarni karbidi
u obliku sitnih čestica dispergiranih po metalnoj masi ( što je povoljno, i to tim više što su čestice karbida sitnije i jednoličnije dispergirane)
ove čestice mogu nastati od mreže karbida i to pri postupku mekog žarenja čelika
Koja su osnovna svojstva karbida?
osnovna svojstva karbida su visoka tvrdoća i visoka krhkost
krhkost je negativno svojstvo koje ne dolazi toliko to izražaja ako su čestice karbida sitnije i što im je stupanj disperzije viši
O čemu ovisi tvrdoća austenita?
ovisi o sadržaju C otopljenog u A
Čemu pridonosi visoka tvrdoća karbida?
Imaju visoku otpornost na abrazijsko trošenje, pa će se čelici sa sadržajem karbida u kaljenoj strukturi (nadeutektoidni) primjenivati za:
rezne alate (noževe, glodala, svrdla, turpije)
kotrljajuće ležajeve( kuglične, valjkaste)
matrice za provlačenje žice
valjke za hladno valjanje
Kako silicij djeluje na svojstva čelika?
on u čeliku ne stvara karbide
povisuje granicu tečenja (Re)
Kako mangan djeluje na svojstva čelika?
tip karbida: (Fe,Mn)3C, u čeliku ne stvara vlastite karbide nego samo legira cementit
povišenje otpornosti na udarno trošenje uz visoke postotke mangana
Kako krom djeluje na svojstva čelika?
tip karbida: Cr23C6
povišenje otpornosti na trošenje
korozijska postojanost ( uz više od 12%Cr) ako je Cr otopljen u austenitu ili feritu
Kako nikal utječe na svojstva čelika?
Povisuje udarni rad loma
Kako volfram utječe na svojstva čelika?
tip karbida: Fe4W2C, WC
sprječava (usporuje, odgađa) pad tvrdoće pri povišenim temperaturama, povišenje otpornosti na trošenje pri sobnoj i povišenoj temperaturi
Kako molidben utječe na svojstva čelika?
tip karbida: Mo2C, Fe3Mo3C
sprječava (usporuje, odgađa) pad tvrdoće pri povišenim temperaturama, povisuje granicu tečenja (Re) pri povišenim temp, povisuje otpornost na puzanje pri povišenim temp
Kako vanadij utječe na svojstva čelika?
dobro utječe na prokaljivost ako je otopljen na temp austenitizacije, a ne utječe dobro ako je ostao u karbidu
sprječava pad tvrdoće pri povišenim temperaturama, sprječava porast austenitnog zrna pri previsokoj temp aust
Kako kobalt utječe na svojstva čelika?
sprečava pad tvrdoće pri povišenim temperaturama
Kako leg elementi utječu na TTT dijagrame?
leg el otežavaju difuziju u legirajućem čeliku, samim time otežavaju i kristalizacijske procese koji se odvijaju putem difuzije C atoma ( pri gašenju legirajuceg čelika bit će otežane pretvorbe pothlađenog austenita u ferit i perlit, u perlit i u perlit karbid i bainit jer se one odvijaju putem difuzije
dulje traju inkubacije i transformacije
TTT dijagram za legirani čelik djeluje potisnut udesno tj u područje dužeg vremena
trajanja inkubacije su dulja zato su prosječne gornje kritične brzine gašenja niže
Ms temp je niža nego što bi bila za nelegirani s istim udjelom ugljika (sklonost prema pojavi Az leg čelika veća nego kod uglj
pojavljuje se veća mogućnost stvaranje faze bainita
