בבנייה, בתעשייה ובחלק מתחומי החקלאות, אפשר לראות את השימוש הפעיל במוצרי מתכת. יתרה מכך, אותה מתכת, בהתאם להיקף השימוש, חושפת תכונות טכניות ותפעוליות שונות. ניתן להסביר זאת על ידי תהליכי סימום. הליך טכנולוגי בו חומר העבודה הבסיסי מקבל איכויות חדשות או משתפר בהתאם למאפיינים הקיימים. הדבר נעשה על ידי אלמנטים פעילים, שתכונות הסגסוג שלהם גורמות לתהליכים כימיים ופיזיקליים של שינוי מבנה המתכת.
אלמנטים סגסוגים עיקריים
לפחמן יש ערך גדול אך מעורפל בתהליכי סגסוגת. מצד אחד, ריכוזו במבנה המתכת של כ-1.2% תורם לעלייה בחוזק, בקשיות וברמת הפריכות הקרה, ומצד שני הוא גם מפחית את המוליכות התרמית ואת צפיפות החומר. אבל גם זה לא העיקר. כמו כל רכיבי סגסוגת, הוא מתווסף במהלך עיבוד טכנולוגי תחת השפעת טמפרטורה חזקה. עם זאת, לא כל הזיהומים והרכיבים הפעילים נשארים במבנה לאחר השלמת הפעולה. רק פחמן יכול להישאר במתכתובהתאם למאפיינים הנדרשים של המוצר הסופי, טכנולוגים מחליטים אם לשכלל את המתכת או לשמור על איכויותיה הנוכחיות. כלומר, הם משנים את תכולת הפחמן באמצעות פעולת סגסוגת מיוחדת.
כמו כן, ניתן להוסיף סיליקון ומנגן לרשימת יסודות הסגסוג הבסיסיים. הראשון מוכנס למבנה היעד באחוז מינימלי (לא יותר מ-0.4%) ואין לו השפעה מיוחדת על השינוי באיכות חומר העבודה. עם זאת, רכיב זה, כמו מנגן, חיוני כחומר מסיר חמצון ומקשר. תכונות אלו של יסודות סגסוגת קובעות את השלמות הבסיסית של המבנה, אשר גם בתהליך הסגסוג מאפשרת לתפוס באופן אורגני יסודות וזיהומים אחרים, שכבר פעילים.
אלמנטים סגסוגת עזר
קבוצת יסודות זו כוללת בדרך כלל טיטניום, מוליבדן, בורון, ונדיום וכו'. הנציג הבולט ביותר של קישור זה הוא מוליבדן, המשמש לעתים קרובות יותר בפלדות כרום. בפרט, בעזרתה, כושר ההתקשות של המתכת גדל, וגם סף השבריריות הקרה מופחת. שימושי לבניית דרגות פלדה ושימוש ברכיבי מוליבדן. אלו אלמנטים סגסוגים יעילים בפלדה המספקים חוזק דינמי וסטטי למתכות תוך ביטול הסיכונים של חמצון פנימי. באשר לטיטניום, הוא משמש לעתים רחוקות ולמשימה אחת בלבד - טחינת גרגירים מבניים בסגסוגות כרום-מנגן. ניתן לקרוא גם לתוספי מזון ממוקדיםסידן ועופרת. הם משמשים לחסרי מתכת, אשר נתונים לאחר מכן לפעולות חיתוך.
סיווגים של יסודות סגסוגת
בנוסף לחלוקה המאוד מותנית של יסודות סגסוגת לעיקריים ולעזר, משתמשים גם בסימני הבדל אחרים, מדויקים יותר. לדוגמה, על פי מכניקת ההשפעה על המאפיינים של סגסוגות ופלדות, אלמנטים מחולקים לשלוש קטגוריות:
- משפיע ליצירת קרבידים.
- עם טרנספורמציות פולימורפיות.
- עם היווצרות תרכובות בין-מתכתיות.
חשוב לקחת בחשבון שבכל אחד משלושת המקרים ההשפעה של יסודות סגסוגת על התכונות של תרכובות בין-מתכתיות תלויה גם בזיהומים זרים. לדוגמה, לריכוז של אותו פחמן או ברזל יכול להיות ערך. קיים גם סיווג של אלמנטים כבר של טרנספורמציה פולימורפית בהתאם לאופי ההשפעה. בפרט, נבדלים אלמנטים המאפשרים נוכחות של פריט סגסוגת בסגסוגת, כמו גם האנלוגים שלהם, התורמים לייצוב תכולת האוסטניט האופטימלית, ללא קשר לטמפרטורה.
השפעת הסגסוגת על סגסוגות ופלדות
ישנן מספר דרכים שבהן ניתן לשפר את מאפייני האיכות של הפלדה. קודם כל, אלו הן תכונות פיזיות שקובעות את המשאב הטכני של החומר. סגסוגת בחלק זה מאפשרת לך להגביר חוזק, משיכות, קשיות וקשיות. כיוון אחר חיוביההשפעה של אלמנטים סגסוגת היא לשפר את תכונות ההגנה. בהקשר זה, כדאי להדגיש עמידות בפני פגיעה, קשיות אדומה, עמידות בחום וסף גבוה של נזקי קורוזיה. עבור יישומים מסוימים, מתכות מוכנות גם תוך התחשבות בתכונות אלקטרוכימיות. במקרה זה, ניתן להשתמש באלמנטים סגסוגים להגברת מוליכות חשמלית ותרמית, עמידות חמצון, חדירות מגנטית וכו'.
תכונות ההשפעה של זיהומים מזיקים
נציגים טיפוסיים של זיהומים מזיקים הם זרחן וגופרית. באשר לזרחן, בשילוב עם ברזל, הוא מסוגל ליצור גרגרים שבירים שנשמרים לאחר סגסוגת. כתוצאה מכך, הסגסוגת המתקבלת מאבדת רמה גבוהה של צפיפות, והיא גם ניחנת בשבירות. עם זאת, השילוב עם פחמן נותן גם מאפיין חיובי, המשפר את תהליך הפרדת השבבים. איכות זו מקלה על תהליכי עיבוד. גופרית, בתורה, היא חומר מסוכן עוד יותר. אם השפעת אלמנטים מתג על הפלדה בכללותה נועדה לשפר את עמידות החומר בפני השפעות חיצוניות, אזי תערובת זו מפלסת את קבוצת האיכויות הזו. לדוגמה, הריכוז הגבוה שלו במבנה מוביל לעלייה בשחיקה, לירידה בעמידות מתכת לעייפות ולמזעור עמידות בפני קורוזיה.
טכנולוגיית סגסוגת
בדרך כלל, סגסוגת מתבצעת במסגרת ייצור מתכות ומייצגת הכנסה נוספתאלמנטים שנדונו לעיל. כתוצאה מטיפול בחום, מתרחשים במבנה תהליכים כימיים ופיזיקליים של צירוף חומרים בודדים, כמו גם עיוותים. לפיכך, אלמנטים סגסוגת מאפשרים לשפר את האיכות של מוצרים מתכות.
מסקנה
סגסוגת היא תהליך טכנולוגי מורכב של שינוי המאפיינים של מתכת. המורכבות שלו טמונה בעיקר בבחירה העיקרית של מתכונים אופטימליים כדי להשיג את הסט הרצוי של תכונות העבודה. כפי שכבר הוזכר, ההשפעה של אלמנטים מתגסוגים היא מגוונת ומעורפלת. אותו מרכיב של התוסף הפעיל יכול, למשל, לשפר בו זמנית את חוזק המתכת ולפגוע במוליכות התרמית שלה. המשימה של טכנולוגים היא לפתח שילובים מנצחים של אלמנטים שיהפכו חלק או מבנה מתכת למקובל ביותר מבחינת איכויותיו מבחינת שימוש למטרות ספציפיות.
