ЧТО ТАКОЕ СПЛАВ?
Сплав - это сочетание металла с по крайней мере одним другим металлом или неметаллом. Для того чтобы считаться сплавом, это сочетание должно быть частью твердого раствора, соединения или смеси с другим металлом или неметаллом. Наиболее распространенным способом соединения металлов в сплав является их плавление, смешивание, а затем застывание и охлаждение до комнатной температуры.
Почему используются сплавы?
Металлические сплавы используются потому, что они, как правило, обладают улучшенными механическими или химическими свойствами. Легирующие элементы могут быть добавлены в металл для повышения ряда свойств, включая твердость, прочность, коррозионную стойкость, обрабатываемость и многое другое.
Что такое распространенные сплавы?
Сплавы настолько распространены в металлообрабатывающей промышленности, что их слишком много, чтобы их перечислять. На самом деле, вероятность работы с несплавом, или "чистым металлом", гораздо ниже. Даже низкоуглеродистая мягкая сталь - возможно, наиболее часто используемый материал в металлообработке - представляет собой сплав железа и углерода. Примером стального сплава может служить AISI 1018. Чугун - это еще один сплав железа и углерода, причем количество углерода в нем еще выше, чем в низкоуглеродистой стали.
Алюминий часто легируют другими элементами, придавая ему свойства, необходимые для требуемого применения. Например, алюминий 6061 и 2024 содержат большое количество марганца или меди, соответственно.
Сплавы также могут быть чрезвычайно сложными. Аустенитные нержавеющие стали, такие как марка 316, представляют собой синтез железа, хрома, никеля и некоторых других металлов и неметаллов. Бронза (которая сама по себе является сплавом меди и олова) часто дополнительно легируется такими элементами, как алюминий. Примером сплава алюминиевой бронзы является марка C954.
Инструментальные стали типа D2 в основном состоят из железа, но в зависимости от требуемых механических свойств в них добавляют много других металлов и неметаллов, таких как хром, ванадий, марганец, кремний и углерод.
Каковы некоторые распространенные легирующие элементы?
Существует широкий спектр легирующих элементов, которые служат различным целям для различных базовых материалов.
Хром - металл, часто используемый для того, чтобы помочь сплавам противостоять коррозии. В зависимости от материала он также может повышать твердость и прочность.
Никель - металл, который часто добавляют в материалы для повышения прочности. Аустенитные нержавеющие стали содержат большое количество никеля, который также выступает в качестве промотора аустенита.
Медь - металл, используемый для придания материалам, таким как алюминий, твердости под воздействием атмосферных осадков. В стали медь может повысить коррозионную стойкость, но может снизить коррозионную стойкость алюминия.
Марганец - это металл, который обычно легируется для повышения прочности. Сам по себе марганец как легирующий элемент мало подвержен термической обработке, что делает его пригодным для применения при высоких температурах.
Вольфрам - легирующий элемент, используемый для повышения износостойкости (особенно при высоких температурах), вязкости и прочности.
Свинец - это металлический легирующий элемент, который используется для улучшения обрабатываемости.
Кремний - неметаллический легирующий элемент. Он часто используется в качестве раскислителя в металлах. Кремний также повышает прочность и может снижать температуру плавления.
Углерод - неметаллический легирующий элемент, необходимый для производства стали. Добавки углерода часто используются в сплавах стали и чугуна для повышения прочности и твердости.
Хотите узнать больше о распространенных легирующих элементах? Ознакомьтесь с первой и второй частями серии "Общие легирующие элементы".
