Легирующие металлы это: легирующие металлы | Перевод легирующие металлы?
alexxlab | 22.04.2023 | 0 | Разное
ЛЕГИРОВАНИЕ • Большая российская энциклопедия
ЛЕГИ́РОВАНИЕ (нем. legieren – сплавлять, от лат. ligo – связывать, соединять), введение добавок (легирующих элементов) в металлы и сплавы для придания им определённых физич., химич. или механич. свойств. Подвергнутые Л. материалы называются легированными (напр., легированная сталь). Для Л. используют металлы, неметаллы ($\ce{С, S, P, Si, В}$ и др.) и вспомогат. сплавы, содержащие легирующий элемент, – ферросплавы и лигатуры. Осн. легирующие элементы в сталях и чугунах – $\ce{Сr, Ni, Mn, Si, Mo, W, V, Ti}$; в алюминиевых сплавах – $\ce{Si, Mn, Mg, Cu, Zn, Li}$; в магниевых сплавах – $\ce{Al, Mn, Zn, Zr, Cd}$; в медных сплавах – $\ce{Al, Mn, Fe, Ni, Zn, Pb, Be, Si, P}$; в никелевых сплавах – $\ce{Cr, Co, Ti, Al, W, Mo, V}$; в титановых сплавах – $\ce{Al, Zr, Mo, V, Сr}$. Легирующие элементы целенаправленно вводятся в металл (сплав) в определённом количестве, в отличие от примесей, которые попадают из исходного сырья или из-за особенностей производств. процесса и не могут быть удалены процессами рафинирования.
При Л. металлов и сплавов могут образовываться твёрдые растворы, разл. фазы, интерметаллиды, карбиды, нитриды, оксиды, сульфиды, бориды и др. соединения легирующих элементов с основой сплава или между собой. В результате Л. существенно меняются как физико-химич. характеристики исходного металла или сплава, так и электронная структура. Легирующие элементы влияют на темп-ру плавления, область существования полиморфных модификаций и кинетику фазовых превращений, характер дефектов кристаллич. решётки, дислокац. структуру (затрудняется движение дислокаций), а также на формирование зёрен и тонкой кристаллич. структуры, жаростойкость и коррозионную стойкость, технологические (напр., свариваемость, шлифуемость, обрабатываемость резанием) и др. свойства сплавов. Л. несколькими элементами, определённое содержание и соотношение которых позволяет получить требуемый комплекс свойств, называется комплексным Л., а сплавы – соответственно комплексно-легированными. Напр., в результате Л. аустенитной хромоникелевой стали вольфрамом её жаропрочность возрастает в 2–3 раза, а при совместном использовании $\ce{W, Ti}$ и др. элементов – в 10 раз.
Различают (условно) собственно Л., микролегирование и модифицирование. При собственно Л. в сплав вводят от 0,2% и более (по массе) легирующего элемента, при микролегировании – обычно до 0,1%, при модифицировании – меньше (или столько же), чем при микролегировании. Однако микролегирование и модифицирование оказывают разл. воздействие на структуру и свойства сплавов. Микролегирование эффективно влияет на строение и энергетич. состояние границ зёрен, при этом предполагается, что в сплаве будут реализованы два механизма упрочнения – благодаря Л. твёрдого раствора и в результате дисперсионного твердения. Модифицирование способствует в процессе кристаллизации измельчению структуры, изменению геометрич. формы, размеров и распределения неметаллич. включений, изменению формы эвтектич. выделений, в целом улучшая механич. свойства. Для микролегирования используют элементы, обладающие заметной растворимостью в твёрдом состоянии (более 0,1 атомного %), для модифицирования обычно служат элементы с меньшей растворимостью.
Л. подразделяют на объёмное и поверхностное. При объёмном Л. легирующий элемент распределён во всём объёме металла, при поверхностном – сосредоточен на поверхности металла. Осн. способ объёмного Л. – сплавление осн. металла сплава с легирующими элементами в печах (конвертеры, дуговые, индукционные, плазменные, электронно-лучевые и др. печи). При этом возможны большие потери активных элементов ($\ce{Mg, Cr, Mo, Ti}$ и др.), взаимодействующих с $\ce{O2}$ или $\ce{N2}$. С целью уменьшения потерь при выплавке и обеспечения более равномерного распределения легирующего элемента в расплаве (в объёме жидкой ванны) используют лигатуры и ферросплавы. Среди др. способов объёмного Л. широко применяют механич. Л., совместное восстановление, электролиз, плазмохимические реакции. Поверхностное Л. осуществляют в слое до 1–2 мм и используют для создания особых свойств на поверхности изделия. В основе большинства процессов (в сочетании с термич. обработкой) лежит диффузионное насыщение из газовой или жидкой (напр., цементация) фазы, химическое осаждение из газовой фазы. К таким процессам относят алитирование (насыщающий элемент $\ce{Al}$), азотирование ($\ce{N}$, борирование ($\ce{B}$) и др.
По твердофазному методу на поверхность металла наносят легирующий элемент или сплав в виде слоя нужной толщины, далее к.-л. источником энергии (лазерное облучение, плазменная горелка и др.) поверхность оплавляется и на ней образуется новый сплав.
Особое место среди методов Л. занимает ионная имплантация, основанная на бомбардировке поверхности металла (или полупроводника) в вакууме потоком ионов к.-л. элемента. С помощью ионной имплантации производят материалы с равномерным распределением не растворяющихся друг в друге элементов и т. о. получают структуры, которые нельзя получить никакими др. способами; наиболее широко используется для легирования полупроводников.
Л. применялось уже в глубокой древности (о чём свидетельствуют исследования образцов холодного оружия, найденного при археологич. раскопках), в России – с 1830-х гг. Широкое пром. значение Л. получило в годы 1-й мировой войны, когда для воен. целей (изготовления арт. орудий, корабельной брони) потребовалось большое количество хромоникелевой, молибденовой и др. сталей.
Что такое легированные конструкционные стали?
При добавлении легирующих элементов улучшаются определенные свойства стали. Благодаря добавлению хрома, марганца, никеля и других веществ, повышается прочность, устойчивость к температурным перепадам и химическому воздействию. Несмотря на это, использование легированной стали имеет достаточно узкий круг и чаще всего применяется для изготовления определенных элементов и изделий, используемых в особых условиях.
Основные понятия
Современные требования к технологии производства ответственных деталей стали значительно выше, чем ранее, а потому достичь необходимого результата стандартной конструкционной сталью проблематично. Новые стандарты подтолкнули металлургические предприятия использовать в своей работе легированный прокат.
Итак, давайте разберемся с основными понятиями:
- Легирующие примеси – химические элементы, с помощью которых повышаются определенные характеристики материала, к примеру, прочность. К таковым относятся: марганец, вольфрам, хром, кремний, молибден, никель, ванадий и пр.
- Легирование – это процесс соединения конструкционного металла со специальными добавками по отработанной методике.
Кремний и марганец – это обязательные компоненты во всех видах этого металла. Если их содержание составляет лишь 1%, тогда они учитываются, как легирующие компоненты.
Кремний, хром, никель и марганец — это базовые добавки, влияющие на металл. Остальные элементы способствуют улучшению работы основного легирующего вещества.
Задача легирующих элементов
Как говорилось ранее, существует 4 базовых легирующих элемента. Каждый из них обладает уникальными характеристиками, которые влияют на определенные свойства металла.
- Хром делает металл более прочным и твердым, но при этом ухудшает пластичность продукции.
- Кремень делает металл более упругим и при этом улучшает магнитные показатели, не влияя на вязкость готового проката.
- Марганец положительно влияет на прокаливаемость и повышает свойства механической области.
- Никель улучшает вязкость и пластичность материала, повышает прочность. Чаще всего используется в немагнитных сплавах.
Если количество основных добавок в изделии может достичь 2-3%, то вторичные элементы составляют максимум 1%. Связано это в первую очередь с их высокой стоимостью. Добавлять их в большей пропорции просто нерационально и экономически не выгодно.
Виды легирующего конструкционного проката
По использованию легирующие КП делят на следующие 3 группы:
- Подшипниковые. Преобладающий элемент хром. Этот материал применяют для изготовления подшипников. Он очень твердый и имеет минимальную карбидную неоднородность.
- Теплоустойчивые. Основные элементы ванадий, молибден, хром. Используется в машиностроении.
Из него изготавливают детали, способные полноценно работать при температуре до +650⁰С. Уникальность заключается в том, что изделия из этого вида металла способны проработать при такой тепловой нагрузке до 20 000 часов.
- Рессорно-пружинные. Материал обладает высокой стойкостью к релаксации, он устойчив к деформациям. Достигается такое результат за счет пластической холодной обработки.
Помимо добавления химических элементов, КС также проходит дополнительную температурную обработку. Стоимость этого вида металла значительно выше, чем стандартного, а потому его используют только при необходимости. Если же возможно изготовить деталь или оборудование из обычного конструкционного сплава, тогда вкладывать средства в легирующие сплавы просто не рентабельно.
Поделиться:
ЧТО ТАКОЕ СПЛАВ ДРАГОЦЕННЫХ МЕТАЛЛОВ?
Если у вас есть драгоценные металлы, они редко бывают в чистом виде. Это связано с тем, что подавляющее большинство отходов драгоценных металлов, таких как ювелирные изделия, зубные коронки и роскошные часы, состоят из амальгамы драгоценных металлов, таких как сплав золота или серебра.
Сплав представляет собой вещество, полученное путем соединения двух или более химических элементов. По крайней мере, один из элементов является металлом. Сплавы могут содержать металлы или неметаллы, но обычно они обладают общими свойствами металлов.
Более 90% промышленных металлов представляют собой сплавы. В промышленности используются сплавы, потому что их химические и физические свойства превосходят металлы в чистом виде.
ЧТО ТАКОЕ СПЛАВ?Как мы уже упоминали, сплавы производятся путем соединения химических элементов. Загвоздка в том, что один из элементов должен быть металлом. Итак, металлурги объединяют элементы в сплавы. Когда элементы остывают, сплав кристаллизуется в твердое вещество и уже не может разделяться физическими средствами.
Основной металл в сплаве называется основой или растворителем. Вторичные легирующие элементы называются растворенными веществами, а нежелательные элементы — примесями.
ПОЧЕМУ СПЛАВЫ БОЛЕЕ ПОЛЕЗНЫ, ЧЕМ ЧИСТЫЕ МЕТАЛЛЫ? Сплавы имеют много преимуществ перед чистыми металлами. Когда элементы объединяются в сплав, они обладают многими превосходными химическими и физическими свойствами, такими как:
- Повышенная коррозионная стойкость
- Повышенная термостойкость
- Повышенная долговечность
- Твердость и
- Иногда уникальные электрические или магнитные свойства.
В промышленности сплавы иногда используются просто потому, что они более рентабельны, чем чистые металлы. Это популярный выбор, потому что сплав сохраняет важные свойства чистого металла, но дешевле, ведь золото встречается очень редко.
КАКОВЫ НЕКОТОРЫЕ РАСПРОСТРАНЕННЫЕ СПЛАВЫ?Сплавы встречаются чаще, чем вы можете себе представить. Многочисленные типы металлов, которые вы использовали и с которыми соприкасались, вероятно, являются сплавами.
Примеры распространенных сплавов:
- Нержавеющая сталь. Этот распространенный сплав содержит не менее 10,5% хрома, менее 1,2% углерода и другие легирующие элементы.
Добавление хрома делает нержавеющую сталь более устойчивой к коррозии.
- Серебро. Стандартный сплав стерлингового серебра состоит из 92,5% серебра и 7,5% меди. Добавление меди к серебру делает стерлинговое серебро более прочным и долговечным в таких изделиях, как ювелирные изделия и изделия из серебра.
- Белое золото . Этот сплав обычно состоит из 75% золота и около 25% никеля и цинка. Первоначально белое золото было изготовлено для имитации платины, которая по своей природе является белым металлом.
- Бронза . Этот «красный металл» обычно состоит из меди и некоторых других сплавов. Используемый сплав обычно представляет собой олово, но другие элементы, добавляемые для изготовления бронзы, включают алюминий, мышьяк, фосфор и кремний. Все эти сплавы делают бронзу намного тверже и долговечнее.
Существует так много различных типов сплавов, что невозможно перечислить их все. Другие распространенные сплавы в мире драгоценных металлов включают 18-каратное золото, розовое золото, серебро Britannia, электрум, платину и титановое золото.
Процесс рафинирования является неотъемлемой частью отделения чистых металлов от их вторичных аналогов. Он берет продукты, содержащие драгоценные металлы, такие как ювелирные изделия или зубной лом, и изолирует металлы, а затем возвращает их в более очищенное состояние для рециркуляции. Аффинаж драгоценных металлов сродни методу вторичной переработки; он может извлекать драгоценные металлы практически из любого органического материала.
Например, если вы отправите Garfield Refining украшение из золота, состоящего из 92,5% золота и 7,5% серебра, аффинажный завод изолирует два элемента. Затем аффинажный завод будет платить вам за золото и серебро, содержащиеся в ювелирных изделиях, исходя из их ежедневных спотовых цен.
НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы продать ненужное золото, серебро, платину и палладий.
Не ищите ничего, кроме Garfield Refining, когда решаете, где продать ненужный лом драгоценных металлов. Основан в 189 г.2, Garfield имеет более чем столетний опыт работы по удовлетворению потребностей клиентов и аффинажу драгоценных металлов.
Вот уже 11 лет подряд ведущие стоматологи признают нас «Лучшим стоматологом Северной Америки»!
Добавьте блог Гарфилда в закладки и следите за новостями, чтобы не пропустить другие полезные и развлекательные статьи о драгоценных металлах, такие как «3 забавных факта о платине», «Как продать стоматологическое золото» и «Есть ли золото в Форт-Ноксе?»
Что такое сплав – Ermak Foundry & Machining, Inc.
Определение сплава Сплав: глагол, прошедшее время: легированный; причастие прошедшего времени: легированный
смешать (металлы) для получения сплава.
«сплав олова с медью дает бронзу»
Сплав представляет собой смесь двух или более элементов с по крайней мере одним металлом, который придает свои свойства всему соединению. Сплав возникает, когда свойства, возникающие при добавлении, вызывают полезное изменение свойства. Можно смешать два металлических вещества и получить смесь металлов, не являющуюся сплавом. Металлический сплав сохраняет все свойства металла в полученном комбинированном материале; электропроводность, прочность на растяжение, пластичность, непрозрачность и блеск.
Металлические сплавы подразделяются на два типа: сплавы замещения , в которых один металл заменяет другой, и сплавы внедрения , в которых один металл помещается между промежутками в другом металле
Чистый металл
Элементы из чистого металла металлы, которые не были легированы другими металлическими элементами.
Сплавы замещения Атомы компонентов имеют одинаковый размер. Один металл заменяет другой.
Сплавы внедрения Атомы компонентов имеют разные размеры. Один металл помещается между промежутками другого металла,
Использование сплавов по сравнению с чистыми металлами имеет множество преимуществ. Элементы из чистого металла — это металлы, которые не были легированы другими металлическими элементами. Многие чистые металлы мягкие. Сплав, как правило, тверже/прочнее и долговечнее, чем чистый металл, потому что смесь состоит из атомов разного размера. Сплавы также обеспечивают высокую прочность, устойчивость к агрессивным средам и улучшают внешний вид, поскольку они блестят и имеют лучшую отделку.
Распространенные сплавы и их применение Большинство из нас сталкивается со сплавами в повседневной жизни. Сплавы присутствуют в оборудовании, автомобилях, шестернях, поршнях, столовом серебре, кухонной утвари, ювелирных изделиях, инструментах и многом другом. Мы поможем вам выбрать лучший сплав для вашего продукта. Ниже приведены несколько примеров сплавов, которые мы разливаем.
A242 Алюминий
Литой алюминиевый сплав, используемый там, где требуются прочность и долговечность при экстремально высоких температурах. Используется там, где требуются прочность и долговечность при экстремально высоких температурах.
Типичные области применения
Дизельные, авиационные и мотоциклетные поршни
535 Алюминий/магний
Этот алюминиево-магниевый сплав обеспечивает превосходную коррозионную стойкость, отличные механические характеристики и не требует нагрева для достижения полного потенциала свойств.
Типичные области применения
Морское оборудование — ознакомьтесь с нашей линейкой морского оборудования
Оборудование док-станции RDSC905 Tin/Bronze
Бронзовый сплав, также известный как Gun Metal. Этот сплав идеально подходит для применений, требующих высоких нагрузок при низких скоростях.
Типичные области применения
Шестерни и уплотнительные кольца
C955 Никель/алюминий/бронза
Сплав никеля/алюминия/бронзы, известный своей ударопрочностью.
Типичные области применения
Втулки, подшипники, шестерни, морское оборудование, детали насосов, детали станков, детали самолетов
C863 Марганец/Бронза
Этот сплав марганцевой бронзы может работать при больших нагрузках на высоких скоростях. Обладает превосходными механическими свойствами и коррозионной стойкостью.
Типичные области применения
Втулки, подшипники, зубчатые колеса, втулки, штифты перемычек, штоки клапанов и детали гидравлических цилиндров.
Что такое сплав?
Сплав представляет собой смесь или раствор по меньшей мере одного металлического элемента и другого металла или другого элемента. Сплавы включают такие материалы, как латунь, олово, бронза, белое золото, розовое золото и сталь.
Что такое медные сплавы?
Сплавы на основе меди содержат металл медь в качестве основного компонента. Они очень устойчивы к коррозии. Наиболее известными медными сплавами являются бронза и латунь. Бронзовый сплав – это медь плюс олово. Латунный сплав – это медь плюс цинк. Медь также добавляется к драгоценным металлам, таким как золото и серебро, в результате чего получают сплавы, такие как розовое, красное, розовое и белое золото.
Почему используются сплавы?
Сплавы сочетают в себе лучшее из металлов и элементов, которые они содержат. Кроме того, сплавы могут обладать уникальными свойствами, отличными от металлов, из которых они созданы, для достижения исключительных свойств, таких как твердость, внешний вид, долговечность и другие характеристики. Изделия и детали, изготовленные из сплавов, соответствующих прочностным характеристикам сплава, надежны и часто превосходят их в эстетическом и функциональном отношении.
Преимущества алюминиевых сплавов
Многие инженеры часто выбирают алюминиевые сплавы. Изделия и детали из алюминиевого сплава
легкие, прочные, эластичные, пластичные при низких температурах, коррозионностойкие, нетоксичные, теплопроводные, отражающие, электропроводящие, немагнитные, неискрящие и негорючие. Некоторые из наиболее распространенных алюминиевых сплавов, которые заливает Ермак: A356 / 356 / 333
Преимущества цинковых сплавов
Цинковые сплавы чрезвычайно прочны и используются в различных отраслях промышленности, включая наружную и морскую, а также медицинскую и автомобильную. Цинковые сплавы легкие, прочные, имеют длительную защиту от коррозии и отличную износостойкость. Сеть литейных цехов Ермака заливает ЗА-12 / ЗА-27
Сплавы бронзы
Сплавы бронзы также известны как рабочие лошадки, используемые в различных отраслях промышленности, от аэрокосмической до морской. Бронза — один из самых универсальных и коррозионностойких сплавов, известных человеку. Сеть литейных заводов Эрмака заливает бронзовые сплавы C862 / C863 / C865 / C876 / C87610 009 / C89833 / C903 / C905 / 3 C950 9009 Различие между легированием и примесью
Различие между легированием и примесью не всегда ясно; например, когда к алюминию добавляют кремний, его можно считать примесью или ценным компонентом в зависимости от применения.