Vplyv chemických prvkov na vlastnosti ocele

Vplyv chemických prvkov na vlastnosti ocele

Iste ste si všimli, že v posledných rokoch sú murované haly na ústupe, a namiesto nich sa stavajú oceľové haly. O nesporných výhodách oceľových hál som písal už minule. Dnes budem písať o chemických prvkoch, ktoré sa vyskytujú v samotnej oceli, a aké vplyvy majú na vlastnosť oceľovej konštrukcie.

Prospešné prvky

Uhlík (C) – má podstatný vplyv na vlastnosti ocelí, ovplyvňuje pevnosť, tvrdosť, kaliteľnosť (s rastúcim C pevnosť stúpa, ale klesá plasticita a húževnatosť)

Mangán (Mn) – zvyšuje pevnosť a tvrdosť pri malom znížení ťažnosti. Má vynikajúci dezoxidačný účinok (zlúčivosť k O), je obsiahnutý vo všetkých oceliach. Má aj dobrú zlúčivosť k S.

Kremík (Si) – dezoxidačný prvok, zvyšuje pevnosť a tvrdosť, zhoršuje zvariteľnosť a elektrickú a tepelnú vodivosť.

Olovo (Pb) – mechanické vlastnosti nemení, má priaznivý vplyv na lámavosť triesok.

Škodlivé prvky

Síra (S) – dostáva sa do ocele z rúd a z paliva. Tvorí sulfidy. Oslabuje súdržnosť austenitických zŕn – krehkosť pri teplotách tavení eutektika (oblasť tvárnenia za tepla). Má priaznivý vplyv na obrobiteľnosť (pridáva sa do automatových ocelí).

Kyslím (O) – záleží na forme, v ktorej je kyslík prítomný. Rozpustený v železe zväčšuje tvrdosť a krehkosť za teploty okolia. Zvyšuje náchylnosť ku krehnutiu pri starnutí a k bodovej korózii, nepriaznivo ovplyvňuje vrubovú húževnatosť.

Fosfor (P) – náchylný k segregácii z taveniny a sklon k sekundárnej segregácii. Vyvoláva popúšťaciu krehkosť, zhoršuje vrubovú húževnatosť, sklon k lámavosti za studena, zhoršuje tvarovateľnosť.

Dusík (N) – dostáva sa z pece atmosféry. V nelegovaných a nízkolegovaných oceliach zvyšuje výskyt medzikryštalickej korózie pod napätím. Je príčinou náchylnosti ku krehnutiu po tvarovaní. Má ale aj prospešné vlastnosti – BH ocele.

Vodík (H) – väčšia prítomnosť spôsobuje vodíkovú koróziu. Dostáva sa do ocele pri výrobe a pohltením pri zváraní. Pri teplote okolia znižuje medze pevnosti, ťažnosť. Odstraňuje sa žíhaním.

Arzén (As) – zvyšuje popúšťaciu krehkosť, zhoršuje zvariteľnosť, odstraňuje sa žíhaním.

Antimón (Sb) – zhoršuje vrubovú húževnatosť.

Cín (Sn) – zosilňuje krehkosť po spájkovaní, spôsobuje trhliny.

Zliatinové prvky

Chróm (Cr) – zvyšuje prekaliteľnosť, pevnosť, oteruvzdornosť, zvyšuje pevnosť za tepla. Zvyšuje odolnosť proti korózii (13%), zvyšuje Hc a Br (3%).

Nikel (Ni) – zjemňuje kryštalizáciu, zvyšuje medzu sklzu, zaisťuje veľké hodnoty vrubovej húževnatosti pri normálnej a zníženej teplote. V kombinácii s chrémom zvyšuje prekaliteľnosť, plasticitu, húževnatosť.

Vanád (V) – priaznivý vplyv na rast zŕn a zlepšenie únavových vlastností, znižuje náchylnosť k starnutiu (zlúčivosť k N), zvyšuje odolnosť proti opotrebovaniu, rezivosť, pevnosť za tepla, odolnosť proti popúšťaniu a prehriatiu, zvyšuje medzu pružnosti).

Wolfram (W) – silne karbidotvorný, zlepšuje kaliteľnosť, brzdí rast zŕn, zvyšuje odolnosť voči opotrebovaniu pri vysokej teplote, rezivosť, odolnosť proti popúšťaniu (rýchloreznej ocele a pre prácu za tepla), zvyšuje žiaruvzdornosť u nízkolegovaných ocelí, tvrdosť a stálosť ostria, zvyšuje medzu pevnosti v klze.

Tak toto bol stručný výpis niektorých chemických prvkov a zliatín, ktoré vplývajú na vlastnosti konštrukcií oceľových hál.