Legirani čelici nalaze upotrebu u brojnim granama industrije. Elementi koji se upotrebljavaju u legiranju daju čeliku određena svojstva ali u nekim slučajevima mogu istima naštetiti . Koji su to elementi?

 

Legirani čelik, primjena i nastajanje

Zbog brojnih i različitih zahtjeva koji se postavljaju na čelik, javlja se potreba za razvojem novih vrsta i podvrsta istog.

Kako bi se ta potreba zadovoljila i kako bi čelik zadovoljio tim zahtijevana dodaju mu se različiti kemijski elementi.  U pravilu, dodaju se kemijski elementi koji su klasificirani kao teški metali, a čija svojstva omogućuju čeliku postojanost u odnosu na koroziju, povećanu vlačnu i tlačnu čvrstoću, itd.

U pravilu, legiranim čelikom se  smatra svaki čelik koji u sebi sadrži barem jedan dodatni kemijski element, a koji utječe na njegova svojstva.

S obzirom na maseni udio legirajućeg elementa, legirani čelici se mogu podijeliti na:

• nisko legirane: udio legirajućeg elementa je manji od 5%
• visoko legirane: udio legirajućeg elementa je veći od 5%

U praksi, legirani čelik nalazi brojne i različite primjene, a primjena ovisi o svojstvima dobivenim legiranjem. Sukladno tome, postoje sljedeće vrste legiranih čelika:

• konstrukcijski legirani čelici
• alatni legirani čelici
• specijalni legirani čelici
• legirani čelici za izradu opruga
• i ostale vrste

 

 Kakva su svojstva legiranih čelika?

Svojstva legiranih čelika ovise o elementima koji se koriste u legiranju. Tablicu i popis svih elemenata i njihov utjecaj na leguru čelika možete pronaći ovdje.

Kao što je već bilo spomenuto, legirani čelici mogu se podijeliti u nekoliko skupina. U nastavku slijedi pregled svih vrsta legiranih čelika i njihovih svojstava.

• legirani čelici za izradu opruga: jedan od glavnih zahtjeva koji se postavljaju na materijale za izradu opruga jest visoka granica razvlačenja, odnosno izdržljivosti. Osim toga, pošto se opruge koriste u većinom zahtjevnim uvjetima koje uključuju promjene u temperaturi, vlazi itd., vrlo je važno da čelici budu otporni na ovakve uvjete i koroziju. Čeliku se zato dodaju elementi poput silicija (0,15 do 1,8%) i mangana ili kroma (1%). Ovim elementima čelik dobiva bolju prokaljivost i znatno povećanu elastičnost.

 

• legirani čelici za izradu valjnih ležajeva: glavni zahtjevi koje materijali moraju ispunjavati, a kako bi se mogli upotrijebiti za izradu ležajeva, su tvrdoća i otpornost na trošenje. Uz to, vrlo je važno da materijal, prilikom obrade metala, ne bude podložan deformaciji. Kako bi čelik zadovoljio ove zahtjeve u njegov sastav se dodaje krom u masenom udjelu od 0,50 do 1,50%, odnosno ugljik udjela od 1%.

 

• legirani čelici za poboljšanje: postoji više podvrsta ove legure:
  • Krom-nikal čelici: koriste se za izradu zupčanika i dijelova turbina
  • Krom-molibden čelici: koriste se za izradu dijelova strojeva koji zahtijevaju žilavost
  • Krom čelici: koriste se za izradu vratila koja su pod velikim opterećenjem
  • Manganski čelik: koristi se za izradu osovina i vratila

 

• legirani čelici za otvrdnjavanje površine: ovisno o postupku koji se koristi u obradi ovisi i izbor elemenata koji se koriste u leguri

 

• legirani čelici za niske temperature: kako bi čelici izdržali niske temperature u njihovu strukturu potrebno je dodati nikal ili mangan uz nizak maseni udio ugljika. Ovakvi čelici se u pravilu koriste za izradu posuda za transport tekućeg dušika, suhog leda ili tekućeg metana

 

• legirani čelici za izradu ventila motora: glavni zahtjev za ovakve čelike je izdržljivost na visoke temperature. Ovisno o temperaturi, dodaju se različiti maseni udjeli kroma, molibdena, silicija, mangana, nikla, kroma, odnosno volframa

 

• legirani čelici povišene čvrstoće: ovakvi legirani čelici koriste se u izradi brodova, mostova, spremnika i drugih predmeta, odnosno konstrukcija na koje se postavljaju visoki zahtjevi. Ovakvi čelici poznati su još i pod nazivom mikrolegirani čelici.

 

Koje elemente treba izbjegavati u legiranju?

Iako se u legiranju čelika koristi širok spektar kemijskih elemenata, postoje elementi koje pod svaku cijenu treba izbjegavati.

Neki od takvih elemenata su vodik, sumpor i kisik. Ovakvi elementi se u pravilu istiskuju iz legure upotrebom drugih elemenata.

S druge strane, postoje elementi koji u malim masenim udjelima daju poželjna svojstva leguri, dok u većim imaju nepoželjna svojstva. Jedan od takvih elementa je ugljik koji povećava tvrdoću ali u većim udjelima uvelike snižava rastezljivost.

---