Legeerivate elementide mõju terase omadustele (0)

Legeerivate elementide mõju terase omadustele
Legeeritud terasteks nimetatakse niisuguseid teraseid, milledesse on lisatud legeerivaid elemente ( kroomi , niklit, koobaltit, volframi , vanaadiumi , molübdeeni, räni, mangaani , titaani, alumiiniumit). Eristatakse madalalt legeeritud (lisandeid kuni 3%) , keskmiselt legeeritud (lisandeid 3…5%) ja kõrgelt legeeritud (lisandeid üle 5,5%) teraseid. Oma kodutöös pööran suuremat tähelepanu just kroomile ( korrosioonikindlus ), volframile ja koobaltile .
Tähtsaimaks legeerivaks elemendiks võib pidada just kroomi, see tõstab terase kulumiskindlust ja kõvadust. Suurenevad ka terase läbikarastatavus ja korrosioonikindlus. See, et teras oleks roostevaba , peaks ta sisaldama vähemalt 12 % kroomi. See võimaldab terase pinnale moodustada inimsilmale nähtamatu kroomoksiidi kihi, mis kaitseb korrosiooni eest. Ühe oksiidikihi hävinedes moodustub tänu õhus sisalduvale hapnikule otsekohe uus kaitsekiht. Lisaks kroomile saab korrosioonitõket täiustada selliste metallide abil, nagu nikkel , mangaan , titaan ja molübdeen. Üldiselt võib öelda, et roostevaba terase vastupanuvõime korrosioonile paraneb reeglina legeerivate elementide sisalduse suurenemisega. Kõige levinum roostevaba teras sisaldab 18% kroomi ja 9% niklit, sellist tüüpi teras suudab vastu panna korrosioonile õhus ja mageda vee keskkonnas, sellepärast on ka paljud potid noad , kraanikausi jms valmistatud just selliselt legeeritud terasest .
Huvitav fakt: Kui 1990-ndate aastate alguses disainiti Rootsi kiirrongi, viis ASEA BROWN BOVERI AB läbi laiaulatusliku uurimuse, et leida parim materjal rongi vagunite kerede tarbeks. Võrreldi tavalist terast, roostevaba terast ning alumiiniumit. Lõpuks langes valik konstruktsioonile, mis koosnes täielikult roostevabast terasest, kuna see oli kergem ja odavam kui alternatiivsed lahendused.
Fakt, et roostevaba teras ei vaja värviga katmist ega regulaarset hooldust, oli piisav argument kompenseerimaks roostevaba terase veidi kõrgemat hinda võrreldes tavalise terasega. Veelgi enam, värvi, täitematerjalide ja tugiraamistiku tihendamise arvelt oli võimalik kaalu 2 tonni ulatuses vähendada. Kergema rongi eeliseks on energia kokkuhoid.
Teine legeeriv element oleks volfram , see tõstab juba väikestes kogustes terase kõvadust ja tugevust ilma plastilisust vähendamata, tekitab terases peeneteralise struktuuri ja parandab lõikeriista lõikeomadusi. Volfram kui raskeltsulav metall ( sulamistemperatuur 3410º) muudab terase kuumuskindlamaks. Volfram on kallis metall ja tema kogus vähelegeeritud terastes kõigub piires 1…2%. Kui volframi on rohkem (6% - 8 %) on tegu kiirlõiketerasega (näiteks puuriotsad), kuumustugevust 500 …600ºC juures, mis teeb kiirlõiketerase võrreldes süsinikterasega 3- 3,5 korda paremaks. Volfram moodustab süsinikuga karbiide, mis on väga kõvad.
Koobalt suurendab terase plastilisust, kulumiskindlust ja lõikeomadusi (eelkõige kuumuskindlust). Tõusevad ka materjali magnetilised omadused ja tugevus, samas suureneb terase haprus , mis omakorda tähendab et teras muutub peenestruktuurilisemaks. Koobaltterased on tundlikud termilisel töötlemisel ülekuumutamisele.