Легирующие добавки это: легирующие добавки | это… Что такое легирующие добавки?

alexxlab | 21.04.2023 | 0 | Разное

Легирующие элементы. Легирующие элементы стали. Влияние легирующих элементов. Назначение легирующих элементов. Хромансиль.

Легирующие элементы – химические элементы, специально вводимые в сталь для получения заданных свойств. Улучшают механические, физические и химические свойства основного материала.

Маркировка сталей. Маркировка углеродистых сталей. Маркировка легированных сталей. Маркировка инструментальных сталей.
Легированные стали. Классификация легированных сталей. Классификация легированных сталей по микроструктуре. Маркировка легированных сталей.

Основным легирующим элементом является хром (0,8…1,2)%. Он повышает прокаливаемость, способствует получению высокой и равномерной твердости стали. Порог хладоломкости хромистых сталей — (0…-100)^oС.

Влияние углерода на сталь. Влияние углерода на свойства стали.
Влияние примесей на свойства. Влияние примесей на свойства сталей. Красноломкость. Флокены.

Дополнительные легирующие элементы:

• Бор — 0.003%. Увеличивает прокаливаемость, а такхе повышает порог хладоломкости (+20…-60 ^oС.
• Марганец – увеличивает прокаливаемость, однако содействует росту зерна, и повышает порог хладоломкости до (+40…-60)^oС.
• Титан (см. Титан и его сплавы) (~0,1%) вводят для измельчения зерна в хромомарганцевой стали.
• Введение молибдена (0,15…0,46%) в хромистые стали увеличивает прокаливаемость, снижает порог хладоломкости до –20…-120^oС. Молибден увеличивает статическую, динамическую и усталостную прочность стали, устраняет склонность к внутреннему окислению. Кроме того, молибден снижает склонность к отпускной хрупкости сталей, содержащих никель.
• Ванадий в количестве (0.1…0.3) % в хромистых сталях измельчает зерно и повышает прочность и вязкость.
• Введение в хромистые стали никеля, значительно повышает прочность и прокаливаемость, понижает порог хладоломкости, но при этом повышает склонность к отпускной хрупкости (этот недостаток компенсируется введением в сталь молибдена). Хромоникелевые стали, обладают наилучшим комплексом свойств. Однако никель является дефицитным, и применение таких сталей ограничено.Значительное количество никеля можно заменить медью, это не приводит к снижению вязкости.

При легировании хромомарганцевых сталей кремнием получают, стали – хромансиль (20ХГС, 30ХГСА). Стали обладают хорошим сочетанием прочности и вязкости, хорошо свариваются, штампуются и обрабатываются резанием.Кремний повышает ударную вязкость и температурный запас вязкости.

Добавка свинца, кальция – улучшает обрабатываемость резанием. Применение упрочнения термической обработки улучшает комплекс механических свойств.

Усталостная прочность. Предел выносливости. Живучесть материалов.
Ударная вязкость. Определение ударной вязкости. Испытания на ударную вязкость.

Распределение легирующих элементов в стали.

Легирующие элементы растворяются в основных фазах железоуглеродистых сплавов ( феррит, аустенит, цементит), или образуют специальные карбиды. Растворение легирующих элементов в Fe_α происходит в результате замещения атомов железа атомами этих элементов. Эти атомы создают в решетке напряжения, которые вызывают изменение ее периода. Изменение размеров решетки вызывает изменение свойств феррита – прочность повышается, пластичность уменьшается. Хром, молибден и вольфрам упрочняют меньше, чем никель, кремний и марганец. Молибден и вольфрам, а также кремний и марганец в определенных количествах, снижают вязкость.

Компоненты железоуглеродистых сплавов. Фазы железоуглеродистых сплавов.

В сталях карбиды образуются металлами, расположенными в таблице Менделеева левее железа (хром, ванадий, титан), которые имеют менее достроенную d – электронную полосу.

В процессе карбидообразования углерод отдает свои валентные электроны на заполнение d – электронной полосы атома металла, тогда как у металла валентные электроны образуют металлическую связь, обуславливающую металлические свойства карбидов.

При соотношении атомных радиусов углерода и металла более 0,59 образуются типичные химические соединения: Fe₃C, Mn₃C, Cr₂₃C₆, Cr₇C₃, Fe₃W₃C – которые имеют сложную кристаллическую решетку и при нагреве растворяются в аустените.

При соотношении атомных радиусов углерода и металла менее 0,59 образуются фазы внедрения: Mo₂C, WC, VC, TiC, TaC, W₂C – которые имеют простую кристаллическую решетку и трудно растворяются в аустените.

Все карбиды обладают высокой твердостью и температурой плавления.

Легирование что это такое – металлургия в России

Легирование – добавление присадок (добавок, примесей) в металлы с целью придания им физико-химических характеристик. Подвергнутые легированию материалы называются легированными.

Легирующие добавки

Под легирующими добавками понимаются компоненты, улучшающие механические и физико-химические характеристики металлов и сплавов. Введение присадок называется легированием. Различают объемный и поверхностный способ введения примесей.

Влияние лигирующих добавок (металлов)

НАЗВАНИЕ ПРИМЕСИ	ВОЗДЕЙСТВИЕ НА МЕТАЛЛ
Марганиц, кадмий.	Ппридают устойчивости к износу.
Цинк, титан, хром, никель.	Делают материл намного прочнее и добавляют инертность к процессам коррозии.
Молибден, вольфрам, алюминий.	Придают термостойкость, жаропрочность.
Марганец, кобальт.	Увеличивают ударостойкость.
Ванадий.	Делает сплавы твердее.
Неодим, цирконий, церий.	Упорядочивают структуру сплавов и металлов с зернами.

Цель применения примесей и технология легирования

В основном примеси добавляют в металлические сплавы. Компоненты даже в малом проценте дают придают металлам положительных характеристик. Добавление примесей целесообразно применять при производстве стекла, керамики и пр.

При применении объемного метода дополнительный компонент равномерно распределяется по всему расплавленному металлу, сплаву. Добавление присадок осуществляется при соединении основного металла с присадками. Соединение происходит в специальной термопечи. Также применяют плазмохимический метод, электролиз, комбинированный способ восстановления.

Поверхностный метод сплавления производится в слое, толщина которого составляет 2 см. Процесс выполняют путем диффузного алитирования и перевода примеси в осадок, твердофазной плавки Благодаря перечисленным методам происходит насыщение поверхности металла либо сплава Бором, Азотом и Алюминием. Дополнительные примеси добавляют в стекло и керамику.

Какие бывают легирующие примеси

Для добавления легирующих компонентов применяют металлы и неметаллы. Дополнительные примеси разделяют на ферросплавы и лигатуры. Наиболее часто в качестве улучшающих составляющих используют металлы. Например, сталь и чугун улучшают такими металлами, как Ванадий, Вольфрам, Титан, Молибден, Марганец и Хром. В алюминий вводят Литий, Цинк, Медь, Марганец, Магний. Магниевые сплавы легируют Цирконий, Кадмий, Марганец, Алюминий. Медные Бериллий, Цинк, Свинец, Никель, Алюминий, Марганец, Железо.

Если говорить о неметаллах, то для Стали, Чугуна, Алюминия и Меди применяют Кремний. В медные сплавы допустимо добавление Фосфора, редко – Азота, Бора, Углерода. Эти дополнительные добавки сольватируются с металлами при сплавлении, и образуют соединения и неметаллов.

Ферросплавы – промежутковые сплавы Железа с высоким процентом содержания легирующих примесей. Стоят менее дорого, чем металлы без примесей. Плюс к этому, с ними легко работать из-за низкой температуры плавления.

Лигатуры – дополнительные сплавы из 2-х и более компонентов. В них не содержится железко (в ферросплавах оно есть). Применяют их для введения в сплав жаропрочных примесей в небольших дозах.

Виды легирования

ВИД ЛЕГИРОВАНИЯ	ПРОЦЕНТНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ПРИМЕСЕЙ, %
Модифицирование	Менее 0,2
Микролегирование	От 0,1 до 0,2
Обычное легирование	От 0,2

Получаемые характеристики

Эффект примесей для легирования основан на взаимодействии с главным составляющим материала. При взаимодействии происходит образование раствора твердой формы, кристаллизация, соединения, образуемые между собой металлами,

и бинарные соединения кремния. Такие процессы меняют:

• строение;
• температуру перехода в жидкое состояние;
• переходы.
• дефекты и зерна в кристаллической решетке.

В металлургии существуют несколько видов легирования. Ниже в таблице указано содержание присадок при каждом способе улучшения характеристик металлопроката.

Приведем некоторые ситуации:

• Увеличение твердости. Это важно для базовых металлоконструкций, которые после улучшения способны выдерживать высокие и статичные нагрузки.
• Устойчивость к коррозии. Такое свойство важно для металлопроката, который будет эксплуатироваться в условиях повышенной влажности.
• Изменение зернистости сплава, увеличивающая пластичность, небольшую анизотропность после прокатки.

И это только малый перечень того, что металл получает при легировании.

Допант – Энергетическое образование

Энергетическое образование

Меню навигации

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

ИНДЕКС

Поиск

Легирование — это практика введения очень небольших количеств определенных посторонних атомов в кристаллическую решетку полупроводника для изменения его электрических свойств. Эти чужеродные атомы называются примеси

. Часто они добавляют в полупроводник носители заряда, создавая либо избыток, либо недостаток электронов вокруг чужеродного атома. ^[1] Это приводит к двум различным типам легирования: p-типу и n-типу. Легирование P-типа и n-типа позволяет создавать важные компоненты схемы, такие как диоды и транзисторы. ^[2]

Легирование N-типа

Рис. 1. Упрощенная схема полупроводника n-типа. ^[3] Только четыре валентных электрона атома фосфора используются для связи, оставляя один свободный электрон.

Добавление атомов с большим числом валентных электронов, чем у кремния, в решетку кремния приводит к созданию свободных электронов. Поскольку кремний имеет четыре валентных электрона, наиболее распространенными примесями n-типа являются атомы с пятью валентными электронами, такие как фосфор, сурьма и мышьяк. Когда эти атомы включаются в решетку кремния, четыре валентных электрона используются для связи с окружающими атомами кремния, оставляя один валентный электрон свободным для перемещения в зону проводимости (см. рис. 1). ^[4] Легирование N-типа поэтому резко увеличивает электропроводность полупроводника за счет увеличения количества свободных носителей заряда. ^[5]

Легирование p-типа

Рис. 2. Упрощенная схема полупроводника p-типа, легированного бором. ^[3] Обратите внимание на отсутствующий электрон с правой стороны атома бора. Этот недостаток представляет собой «дыру».

Когда атом с одним валентным электроном меньше, чем у кремния, добавляется в кремниевую решетку, создается дефицит электронов (см. рис. 2). Эти недостатки часто называют «дырами». ^[6] Эти дырки легко принимают свободные электроны и дополняют полупроводники n-типа, поскольку избыточные электроны n-типа могут быть поглощены p-типом. Это свойство является неотъемлемой частью p-n перехода, жизненно важного компонента в работе диода. Легирующие примеси P-типа имеют три валентных электрона и включают бор, алюминий и галлий.

[7]

Дополнительную информацию о легировании полупроводников см. в гиперфизике.

Для дополнительной информации

Для получения дополнительной информации см. соответствующие страницы ниже:

• Проводник
• Металл
• Фотогальванический элемент
• Адаптер переменного тока в постоянный
• Или исследуйте случайную страницу!

Ссылки

1. ↑ Легирование полупроводников [Онлайн]. Доступно: http://www.mrl.ucsb.edu/~seshadri/old/MATRL100A/class12.pdf
2. ↑ Полупроводники и легирование [Онлайн]. Доступно: https://www.pa.msu.edu/courses/1997spring/PHY232/lectures/semiconductors/semiconductors.html
3. ↑ ^{3.0 3.1} Это изображение было создано частью группы Energy Education.
4. ↑ Допинг [Онлайн]. Доступно: http://www.pveducation.org/pvcdrom/pn-junction/doping
5. ↑ N-type Semiconductor [Онлайн]. Доступно: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/solids/dope.html#c3
6. ↑ P-type Semiconductor [Онлайн]. Доступно: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/solids/dope.html#c4
7. ↑ Легирование полупроводников [Онлайн]. Доступно: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/solids/dope.html

Легирующая добавка | электроника | Британика

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• В этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Обзор недели
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.

• Студенческий портал
  Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.