Legirano in orodno jeklose nanaša na jeklo, ki vsebuje znatno količino legirnih elementov (kot so krom, nikelj, molibden, vanadij, titan itd.) za izboljšanje njegovih lastnosti, kar mu daje posebne lastnosti, kot so visoka trdnost, odpornost proti koroziji, odpornost proti obrabi itd. Dodatek legirnih elementov omogoča, da je legirano jeklo prilagojeno za različne industrijske aplikacije, vključno s proizvodnjo, avtomobilsko industrijo, vesoljstvom in gradbeništvom.
1.LastnostiLegirano in orodno jeklo
Lastnosti legiranega jekla v veliki meri določata njegova sestava zlitine in proizvodni proces. Skupne lastnosti vključujejo:
Visoka trdnost in trdota: Legirano jeklo ima pogosto boljšo trdnost in trdoto v primerjavi z ogljikovim jeklom, zaradi česar je primerno za aplikacije, ki zahtevajo odpornost na visoke mehanske obremenitve.
Odpornost proti koroziji: Nekateri legirani elementi (kot sta krom in nikelj) povečajo odpornost jekla proti koroziji, zaradi česar je primerno za uporabo v težkih okoljih, vključno z visokotemperaturnimi, oksidativnimi ali kemično jedkimi pogoji.
Odpornost proti obrabi: Legirana jekla izkazujejo odlično odpornost proti obrabi, zlasti tista z elementi, kot sta molibden in vanadij, zaradi česar so primerna za izdelavo orodij in opreme, ki se zelo obrabijo.
Toplotna stabilnost: Legirana jekla ohranjajo dobro trdnost in trdoto pri visokih temperaturah, zaradi česar so idealna za komponente, ki delujejo pri visokih temperaturah.
Žilavost: Nekatera legirana jekla so zasnovana za izboljšanje žilavosti, kar jim omogoča, da prenesejo udarce in tresljaje brez pokanja ali zloma.
2.VrsteLegirano in orodno jeklo
Legirano jeklo je mogoče razvrstiti glede na vrsto in vsebnost legirnih elementov, običajno v naslednje kategorije:
a.Nizkolegirano jeklo
Nizkolegirana jekla vsebujejo do 5 % legirnih elementov. Ta jekla v glavnem izboljšujejo splošne lastnosti, kot so trdnost, žilavost in odpornost proti obrabi, hkrati pa ohranjajo nižje stroške. Primeri vključujejo:
b.Srednje legirano jeklo
Srednjelegirana jekla vsebujejo med 5 % in 10 % legirnih elementov. Ponujajo višjo trdnost, trdoto in odpornost proti koroziji, zaradi česar so primerni za uporabo v mehanski industriji in avtomobilski industriji. Primeri vključujejo:
20Cr jeklo: Običajno se uporablja za zobnike, gredi in druge mehanske dele.
40Cr jeklo: Uporablja se v mehanskih komponentah visoke trdnosti, kot so pogonske gredi in deli motorja.
c.Visokolegirano jeklo
Visokolegirana jekla vsebujejo več kot 10 % legirnih elementov, kar zagotavlja znatne izboljšave specifičnih lastnosti, kot so odpornost proti koroziji, zmogljivost pri visokih temperaturah in odpornost proti obrabi. Primeri vključujejo:
Nerjaveče jeklo: Predvsem legirano s kromom, znano po svoji odlični odpornosti proti koroziji. Široko se uporablja v opremi za kemično obdelavo, predelavi hrane in medicinskih napravah.
Orodno jeklo: Vsebuje večje količine volframa, molibdena, kroma in vanadija za zagotavljanje visoke trdote in odpornosti proti obrabi, idealno za izdelavo rezalnih orodij in kalupov.
3.Aplikacije zaLegirano in orodno jeklo
Zaradi svojih vrhunskih mehanskih lastnosti in posebnih lastnosti se legirano jeklo uporablja v različnih panogah, s pogostimi aplikacijami, vključno z:
Mehanska proizvodnja: Legirana jekla se uporabljajo za izdelavo avtomobilskih delov, komponent motorjev, pogonskih gredi, zobnikov in ležajev. Visoko trdna legirana jekla lahko prenesejo znatne mehanske obremenitve in hkrati ohranijo dobro odpornost proti obrabi.
Gradbeništvo in infrastruktura: Nizkolegirana jekla se običajno uporabljajo pri gradnji zgradb, mostov in drugih strukturnih elementov. Zaradi dobre obdelovalnosti in varljivosti so idealni za nosilne konstrukcije.
Aerospace: Legirana jekla se uporabljajo v vesoljskih komponentah, kot so krila letal, deli motorjev in rakete. Visokolegirana in toplotno odporna jekla so še posebej učinkovita pri visokih temperaturah.
Petrokemična industrija: Legirana jekla se uporabljajo v opremi za pridobivanje nafte in kemično predelavo zaradi svoje visoke odpornosti proti koroziji, trdnosti pri visokih temperaturah in odpornosti na močne kemikalije.
energetski sektor: Legirana jekla se uporabljajo v jedrski energiji, toplotni energiji in drugih energetskih sektorjih za proizvodnjo kotlov, tlačnih posod in cevovodov. Visokotemperaturne zlitine so še posebej primerne za ekstremne delovne pogoje.
Orodja in kalupi: Legirana jekla se pogosto uporabljajo v proizvodnji rezalnih orodij, kalupov in meril. Orodna jekla in jekla za kalupe vsebujejo višje ravni volframa, molibdena, kroma in vanadija, da zagotovijo izjemno odpornost proti obrabi, odpornost na udarce in stabilnost pri visokih temperaturah.
4.pogostaLegirano in orodno jekloMateriali
Cr-Mo jeklo (krom-molibdenovo jeklo): Znan po svoji odlični odpornosti proti obrabi, trdnosti in žilavosti, ki se pogosto uporablja za izdelavo visoko obremenjenih mehanskih komponent.
Ni-Cr jeklo (nikelj-kromovo jeklo): Ponuja višjo trdnost, žilavost in odpornost proti koroziji, pogosto se uporablja v komponentah avtomobilskih motorjev, pogonskih gredeh itd.
Jeklo AISI 4140: Običajno uporabljeno legirano jeklo z dobro splošno zmogljivostjo, vključno z visoko trdnostjo in žilavostjo, ki se pogosto uporablja za mehanske dele in orodja.
Jeklo AISI 4340: Visoko trdno legirano jeklo, ki se uporablja za konstrukcijske komponente letal in avtomobilov, kot so deli motorjev in komponente letalskih vozil.
Nerjaveče jeklo (npr. 304, 316): Ponuja odlično odpornost proti koroziji in se pogosto uporablja v industriji kemične predelave, ravnanja s hrano in medicinske opreme.
5.IzbiranjeLegirano in orodno jeklo
Pri izbiri legiranega jekla je treba upoštevati več dejavnikov:
Zahteve za mehansko delovanje: kot so moč, trdota, odpornost proti obrabi itd.
Delovno okolje: ali mora jeklo biti odporno proti koroziji, visokim ali nizkim temperaturam.
Proizvodni proces: Premisleki glede varljivosti, obdelovalnosti in preoblikovanja legiranega jekla.
Stroškovna učinkovitost: Uravnoteženje stroškov legiranega jekla z zahtevanimi lastnostmi delovanja.
Povzetek
Legirano jeklo s svojo kombinacijo legirnih elementov znatno poveča trdnost, odpornost proti koroziji, odpornost proti obrabi in druge posebne lastnosti jekla. Široko se uporablja na različnih industrijskih področjih, vključno z mehansko proizvodnjo, gradbeništvom, vesoljstvom, petrokemijo, energetiko ter orodji in kalupi. Glede na sestavo zlitine in predvideno uporabo lahko legirano jeklo razvrstimo v nizkolegirana, srednjelegirana in visokolegirana jekla, pri čemer vsako služi posebnim potrebam uporabe.
