در ساختمان سازی، صنعت و برخی از حوزه های کشاورزی می توان استفاده فعال از محصولات فلزی را مشاهده کرد. علاوه بر این، همان فلز، بسته به دامنه استفاده، ویژگی های فنی و عملیاتی متفاوتی را نشان می دهد. این را می توان با فرآیندهای دوپینگ توضیح داد. رویه ای فناورانه که در آن قطعه کار پایه کیفیت های جدیدی به دست می آورد یا با توجه به ویژگی های موجود بهبود می یابد. این امر توسط عناصر فعال تسهیل می شود که خواص آلیاژی آنها باعث فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی تغییر ساختار فلز می شود.
عناصر آلیاژی اصلی
کربن در فرآیندهای آلیاژسازی دارای ارزش عالی اما مبهم است. غلظت آن در ساختار فلزی در حدود 1.2 درصد از یک طرف به افزایش استحکام، سختی و سطح شکنندگی سرد کمک می کند و از طرف دیگر هدایت حرارتی و چگالی مواد را کاهش می دهد. اما حتی این چیز اصلی نیست. مانند تمام عناصر آلیاژی، در طی پردازش تکنولوژیکی تحت تأثیر دمای قوی اضافه می شود. با این حال، تمام ناخالصی ها و اجزای فعال پس از اتمام عملیات در ساختار باقی نمی مانند. فقط کربن می تواند در فلز باقی بماندو بسته به ویژگی های مورد نیاز محصول نهایی، فناوران تصمیم می گیرند که فلز را تصفیه کنند یا کیفیت فعلی آن را حفظ کنند. یعنی محتوای کربن را از طریق یک عملیات آلیاژی خاص تغییر می‌دهند.
همچنین سیلیکون و منگنز را می توان به لیست عناصر آلیاژی اساسی اضافه کرد. اولی در حداقل درصد (حداکثر 0.4٪) به ساختار هدف وارد می شود و تأثیر خاصی بر تغییر کیفیت قطعه کار ندارد. با این وجود، این جزء، مانند منگنز، به عنوان یک ماده اکسید کننده و اتصال ضروری است. این ویژگی‌های عناصر آلیاژی یکپارچگی اساسی ساختار را تعیین می‌کند، که حتی در فرآیند آلیاژسازی، درک ارگانیک عناصر و ناخالصی‌های فعال دیگر را ممکن می‌سازد.
عناصر آلیاژی کمکی
این گروه از عناصر معمولاً شامل تیتانیوم، مولیبدن، بور، وانادیوم و غیره است. برجسته ترین نماینده این پیوند مولیبدن است که بیشتر در فولادهای کرومی استفاده می شود. به ویژه، با کمک آن، سختی فلز افزایش می یابد، و آستانه شکنندگی سرد نیز کاهش می یابد. برای ساخت گریدهای فولادی و استفاده از اجزای مولیبدن مفید است. اینها عناصر آلیاژی موثر در فولاد هستند که استحکام دینامیکی و استاتیکی را برای فلزات فراهم می کنند و در عین حال خطرات اکسیداسیون داخلی را از بین می برند. در مورد تیتانیوم، به ندرت و تنها برای یک کار استفاده می شود - آسیاب دانه های ساختاری در آلیاژهای کروم-منگنز. مکمل ها را می توان هدفمند نیز نامیدکلسیم و سرب آنها برای صفحات فلزی استفاده می شوند که متعاقباً تحت عملیات برش قرار می گیرند.
طبقه بندی عناصر آلیاژی
علاوه بر تقسیم بسیار مشروط عناصر آلیاژی به اصلی و کمکی، سایر علائم تفاوت دقیق تر نیز استفاده می شود. به عنوان مثال، با توجه به مکانیک تأثیر بر ویژگی های آلیاژها و فولادها، عناصر به سه دسته تقسیم می شوند:
- تأثیر در تشکیل کاربیدها.
- با تبدیلات چندشکل.
- با تشکیل ترکیبات بین فلزی.
در نظر گرفتن این نکته مهم است که در هر یک از سه مورد، تأثیر عناصر آلیاژی بر خواص ترکیبات بین فلزی به ناخالصی های خارجی نیز بستگی دارد. به عنوان مثال، غلظت همان کربن یا آهن می تواند یک مقدار داشته باشد. همچنین طبقه بندی عناصر از قبل تبدیل چندشکلی با توجه به ماهیت ضربه وجود دارد. به طور خاص، عناصری متمایز می شوند که امکان حضور فریت آلیاژی در آلیاژ و همچنین آنالوگ های آنها را فراهم می کند، که به تثبیت محتوای آستنیت بهینه، بدون توجه به دما کمک می کند.
تاثیر آلیاژسازی روی آلیاژها و فولادها
راه های مختلفی وجود دارد که می توان ویژگی های کیفی فولاد را بهبود بخشید. اول از همه، اینها کیفیت های فیزیکی هستند که منبع فنی مواد را تعیین می کنند. آلیاژسازی در این قسمت به شما امکان می دهد استحکام، شکل پذیری، سختی پذیری و سختی را افزایش دهید. جهت مثبت دیگرتأثیر عناصر آلیاژی برای بهبود خواص حفاظتی است. در این راستا، باید مقاومت ضربه، سختی قرمز، مقاومت در برابر حرارت و آستانه بالای آسیب خوردگی را برجسته کرد. برای برخی از کاربردها، فلزات نیز با در نظر گرفتن کیفیت های الکتروشیمیایی تهیه می شوند. در این حالت می توان از عناصر آلیاژی برای افزایش رسانایی الکتریکی و حرارتی، مقاومت در برابر اکسیداسیون، نفوذپذیری مغناطیسی و غیره استفاده کرد.
ویژگی های تأثیر ناخالصی های مضر
نمایندگان معمولی ناخالصی های مضر فسفر و گوگرد هستند. در مورد فسفر، هنگامی که با آهن ترکیب می شود، قادر به تشکیل دانه های شکننده است که پس از آلیاژسازی حفظ می شوند. در نتیجه، آلیاژ به دست آمده درجه بالایی از چگالی را از دست می دهد و همچنین دارای شکنندگی است. با این حال، ترکیب با کربن نیز ویژگی مثبتی را ارائه می‌کند که فرآیند جداسازی تراشه را بهبود می‌بخشد. این کیفیت فرآیندهای ماشینکاری را تسهیل می کند. گوگرد نیز به نوبه خود ماده خطرناک تری است. اگر تأثیر عناصر آلیاژی بر روی فولاد به عنوان یک کل به منظور بهبود مقاومت ماده در برابر تأثیرات خارجی باشد، آنگاه این ترکیب این گروه از کیفیت ها را از بین می برد. به عنوان مثال، غلظت بالای آن در ساختار منجر به افزایش سایش، کاهش مقاومت در برابر خستگی فلز و به حداقل رساندن مقاومت در برابر خوردگی می شود.
فناوری آلیاژی
معمولاً آلیاژسازی در چارچوب تولید متالورژیکی انجام می شود و نشان دهنده معرفی مواد اضافی است.عناصر مورد بحث در بالا در نتیجه عملیات حرارتی، فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی اتصال مواد منفرد و همچنین تغییر شکل ها در ساختار رخ می دهد. بنابراین، عناصر آلیاژی امکان بهبود کیفیت محصولات متالورژی را فراهم می کند.
نتیجه گیری
آلیاژسازی یک فرآیند تکنولوژیکی پیچیده برای تغییر خصوصیات یک فلز است. پیچیدگی آن عمدتاً در انتخاب اولیه دستور العمل های بهینه برای دستیابی به مجموعه مورد نظر از خواص قطعه کار نهفته است. همانطور که قبلا ذکر شد، تأثیر عناصر آلیاژی متنوع و مبهم است. به عنوان مثال، همان جزء افزودنی فعال می تواند به طور همزمان استحکام فلز را بهبود بخشد و هدایت حرارتی آن را کاهش دهد. وظیفه فناوران ایجاد ترکیب های برنده از عناصری است که یک قطعه یا سازه فلزی را از نظر کیفیت از نظر استفاده برای اهداف خاص قابل قبول ترین باشد.
