Ve stavebnictví, průmyslu a některých oblastech zemědělství lze pozorovat aktivní používání kovových výrobků. Navíc tentýž kov v závislosti na rozsahu použití vykazuje různé technické a provozní vlastnosti. To lze vysvětlit dopingovými procesy. Technologický postup, při kterém základní obrobek získává nové kvality nebo se zlepšuje podle stávajících vlastností. Tomu napomáhají aktivní prvky, jejichž legovací vlastnosti způsobují chemické a fyzikální procesy změny struktury kovu.
Hlavní legující prvky
Uhlík má velkou, ale nejednoznačnou hodnotu v procesech legování. Jeho koncentrace v kovové struktuře cca 1,2 % na jedné straně přispívá ke zvýšení pevnosti, tvrdosti a úrovně křehkosti za studena a na druhé straně také snižuje tepelnou vodivost a hustotu materiálu. Ale ani to není to hlavní. Jako všechny legující prvky se přidává při technologickém zpracování za silného teplotního vlivu. Po dokončení operace však ve struktuře nezůstanou všechny nečistoty a aktivní složky. V kovu může zůstat jen uhlíka v závislosti na požadovaných vlastnostech konečného produktu se technologové rozhodují, zda kov zušlechtit nebo zachovat jeho současné kvality. To znamená, že mění obsah uhlíku pomocí speciální legovací operace.
Do seznamu základních legujících prvků lze přidat také křemík a mangan. První se zavádí do cílové struktury v minimálním procentuálním množství (ne více než 0,4 %) a nemá zvláštní vliv na změnu kvality obrobku. Přesto je tato složka, stejně jako mangan, nezbytná jako deoxidační a pojivová látka. Tyto vlastnosti legujících prvků určují základní celistvost struktury, která i v procesu legování umožňuje organicky vnímat další, již aktivní prvky a nečistoty.
Pomocné legující prvky
Tato skupina prvků obvykle zahrnuje titan, molybden, bor, vanad atd. Nejvýraznějším představitelem tohoto spojení je molybden, který se častěji používá v chromových ocelích. Zejména se s jeho pomocí zvyšuje prokalitelnost kovu a také se snižuje práh křehkosti za studena. Užitečné pro výrobu ocelí a použití molybdenových komponent. Jedná se o účinné legující prvky v oceli, které poskytují dynamickou a statickou pevnost kovů a zároveň eliminují rizika vnitřní oxidace. Pokud jde o titan, používá se zřídka a pouze pro jeden úkol - broušení strukturních zrn ve slitinách chrom-manganu. Suplementy lze také nazvat cílenévápníku a olova. Používají se pro kovové polotovary, které jsou následně podrobeny řezacím operacím.
Klasifikace legujících prvků
Kromě velmi podmíněného rozdělení legujících prvků na hlavní a pomocné se používají i další přesnější znaky odlišnosti. Například podle mechaniky vlivu na vlastnosti slitin a ocelí jsou prvky rozděleny do tří kategorií:
- Vliv na tvorbu karbidů.
- S polymorfními transformacemi.
- S tvorbou intermetalických sloučenin.
Je důležité vzít v úvahu, že v každém ze tří případů závisí vliv legujících prvků na vlastnosti intermetalických sloučenin také na cizích nečistotách. Například koncentrace stejného uhlíku nebo železa může mít hodnotu. Existuje také klasifikace již prvků polymorfní transformace podle charakteru dopadu. Zejména se rozlišují prvky, které umožňují přítomnost legovaného feritu ve slitině a také jejich analogy, které přispívají ke stabilizaci optimálního obsahu austenitu bez ohledu na teplotu.
Vliv legování na slitiny a oceli
Existuje několik způsobů, jak zlepšit vlastnosti jakosti oceli. Především se jedná o fyzikální vlastnosti, které určují technické zdroje materiálu. Legování v této části umožňuje zvýšit pevnost, tažnost, prokalitelnost a tvrdost. Jiný směr pozitivnívlivem legujících prvků je zlepšení ochranných vlastností. V tomto ohledu stojí za vyzdvihnutí odolnost proti nárazu, červená tvrdost, tepelná odolnost a vysoký práh korozního poškození. Pro některé aplikace jsou kovy také připravovány s ohledem na elektrochemické vlastnosti. V tomto případě lze legovací prvky použít ke zvýšení elektrické a tepelné vodivosti, odolnosti proti oxidaci, magnetické permeabilitě atd.
Vlastnosti vlivu škodlivých nečistot
Typickými zástupci škodlivých nečistot jsou fosfor a síra. Pokud jde o fosfor, v kombinaci se železem je schopen vytvářet křehká zrna, která jsou zachována po legování. Výsledkem je, že výsledná slitina ztrácí vysoký stupeň hustoty a je také obdařena křehkostí. Kombinace s uhlíkem však také poskytuje pozitivní charakteristiku, která zlepšuje proces oddělování třísek. Tato kvalita usnadňuje obráběcí procesy. Síra je zase ještě nebezpečnější látkou. Pokud má vliv legujících prvků na ocel jako celek zlepšit odolnost materiálu vůči vnějším vlivům, pak tato příměs vyrovnává tuto skupinu vlastností. Například jeho vysoká koncentrace ve struktuře vede ke zvýšení otěru, snížení odolnosti proti únavě kovu a minimalizaci odolnosti proti korozi.
Technologie legování
Letování se obvykle provádí v rámci hutní výroby a představuje zavedení přídavnýchprvky diskutované výše. V důsledku tepelného zpracování dochází ve struktuře k chemickým a fyzikálním procesům spojování jednotlivých látek a také k deformacím. Legující prvky tak umožňují zlepšit kvalitu hutních výrobků.
Závěr
Legování je složitý technologický proces změny vlastností kovu. Jeho komplexnost spočívá především v primárním výběru optimálních receptur pro dosažení požadované sady vlastností obrobku. Jak již bylo zmíněno, vliv legujících prvků je různorodý a nejednoznačný. Stejná složka aktivní přísady může například současně zlepšit pevnost kovu a zhoršit jeho tepelnou vodivost. Úkolem technologů je vyvinout vítězné kombinace prvků, které udělají kovový díl nebo konstrukci co nejpřijatelnější z hlediska jeho kvalit z hlediska použití pro konkrétní účely.
