Keluli pada asasnya adalah besi dan karbon aloi dengan unsur tambahan tertentu. Proses mengaloi digunakan untuk mengubah komposisi kimia keluli dan meningkatkan sifatnya ke atas keluli karbon atau menyesuaikannya untuk memenuhi keperluan aplikasi tertentu.
Manfaat Ejen Alloy Keluli:
Unsur aloi yang berbeza masing-masing mempunyai kesan sendiri terhadap sifat keluli. Beberapa sifat yang boleh diperbaiki melalui mengaloi termasuk:
- Menstabilkan austenit : Elemen seperti nikel , mangan , kobalt , dan tembaga meningkatkan suhu di mana austenit wujud.
- Menstabilkan ferit : Chromium , tungsten , molibdenum , vanadium, aluminium , dan silikon boleh memberi kesan menurunkan keterlarutan karbon dalam austenit. Ini mengakibatkan peningkatan jumlah karbida dalam keluli dan mengurangkan julat suhu di mana austenit wujud.
- Karbida membentuk : Banyak logam kecil, termasuk kromium , tungsten, molibdenum, titanium , niobium, tantalum dan zirkonium, membentuk karbida yang kuat - dalam keluli - meningkatkan kekerasan dan kekuatan. Keluli tersebut sering digunakan untuk membuat keluli alat keluli berkelajuan tinggi dan alat keluli panas.
- Graphitizing : Silikon, nikel, kobalt, dan aluminium dapat mengurangkan kestabilan karbida dalam keluli, mempromosikan pecahan mereka dan pembentukan grafit bebas.
- Pengurangan kepekatan eutectoid : Titanium, molibdenum, tungsten, silikon, kromium, dan nikel semuanya menurunkan kepekatan eutectoid karbon.
- Meningkatkan ketahanan kakisan : Aluminium, silikon dan kromium membentuk lapisan oksida pelindung pada permukaan keluli, dengan itu melindungi logam dari kemerosotan selanjutnya dalam persekitaran tertentu.
Ejen aloi keluli biasa:
Di bawah adalah senarai unsur pengaloan yang lazim digunakan dan kesannya terhadap keluli (kandungan piawai dalam kurungan):
- Aluminium (0.95-1.30%): A deoxidizer. Digunakan untuk menghadkan pertumbuhan bijirin austenit.
- Boron (0.001-0.003%): Ejen yang dapat dikeringkan yang meningkatkan kecacatan dan pemesinan. Boron ditambah kepada keluli terbunuh sepenuhnya dan hanya perlu ditambah dalam kuantiti yang sangat kecil untuk mempunyai kesan pengerasan. Penambahan boron adalah paling berkesan dalam keluli karbon rendah.
- Chromium (0.5-18%): Komponen utama keluli tahan karat. Di lebih daripada 12 peratus kandungan, kromium dengan ketara meningkatkan ketahanan kakisan. Logam juga meningkatkan kebolehkerasan, kekuatan, tindak balas terhadap rawatan haba dan rintangan haus.
- Kobalt : Meningkatkan kekuatan pada suhu tinggi dan kebolehtelapan magnetik.
- Tembaga (0.1-0.4%): Selalunya dijumpai sebagai agen residu dalam keluli, tembaga juga ditambah untuk menghasilkan sifat pengerasan hujan dan meningkatkan ketahanan kakisan.
- Lead : Walaupun hampir tidak larut dalam cecair atau keluli pepejal, plumbum kadang-kadang ditambahkan ke keluli karbon melalui penyebaran mekanikal semasa menuangkan untuk meningkatkan kebolehkantutan.
- Mangan (0.25-13%): Meningkatkan kekuatan pada suhu tinggi dengan menghilangkan pembentukan sulfida besi. Mangan juga meningkatkan kebolehkerasan, kemuluran dan rintangan haus. Seperti nikel, mangan adalah unsur membentuk austenit dan boleh digunakan dalam keluli tahan karat AisI 200 Series Austenitic sebagai pengganti nikel.
- Molybdenum (0.2-5.0%): Ditemui dalam kuantiti kecil dalam keluli tahan karat, molibdenum meningkatkan kebolehkerjaan dan kekuatan, terutamanya pada suhu tinggi. Selalunya digunakan dalam keluli austenit kromium-nikel, molibdenum melindungi terhadap kakisan pitting yang disebabkan oleh bahan kimia klorida dan sulfur.
- Nikel (2-20%): Satu lagi unsur pengadun yang kritikal terhadap keluli tahan karat, nikel ditambah lebih daripada kandungan 8% kepada keluli tahan karat kromium yang tinggi. Nikel meningkatkan kekuatan, kekuatan dan kekuatan impak, sementara juga meningkatkan ketahanan terhadap pengoksidaan dan kakisan. Ia juga meningkatkan ketangguhan pada suhu rendah apabila ditambah dalam jumlah yang kecil.
- Niobium : Mempunyai manfaat menstabilkan karbon dengan membentuk karbida keras dan, oleh itu, sering dijumpai dalam keluli suhu tinggi. Dalam jumlah yang kecil, niobium dapat meningkatkan kekuatan hasil dan dengan ketara, kekuatan tarik keluli serta mempunyai pengerasan sederhana yang menguatkan kesannya.
- Nitrogen : Meningkatkan kestabilan austenit keluli tahan karat dan meningkatkan kekuatan hasil dalam keluli tersebut.
- Phosphorus: Fosfor sering ditambah dengan sulfur untuk meningkatkan daya mesin dalam keluli aloi rendah. Ia juga menambah kekuatan dan meningkatkan ketahanan kakisan.
- Selenium : Meningkatkan pemesinan.
- Silikon (0.2-2.0%): Metalloid ini meningkatkan kekuatan, keanjalan, rintangan asid dan menghasilkan saiz bijian yang lebih besar, dengan itu, membawa kepada kebolehtelapan magnet yang lebih besar. Kerana silikon digunakan dalam agen deoxidizing dalam pengeluaran keluli , ia hampir selalu didapati dalam beberapa peratusan dalam semua gred keluli.
- Sulfur (0.08-0.15%): Ditambah dalam jumlah yang sedikit, sulfur memperbaiki kebolehkerjaan tanpa mengakibatkan kekurangan panas. Dengan penambahan kekurangan panas mangan dikurangkan lagi kerana fakta bahawa mangan sulfida mempunyai titik lebur yang lebih tinggi daripada besi sulfida.
- Titanium : Meningkatkan kekuatan dan rintangan kakisan semasa mengehadkan saiz butiran austenit. Pada kandungan titanium 0.25-0.60 peratus, karbon menggabungkan dengan titanium, yang membolehkan kromium kekal di sempadan butir dan menahan pengoksidaan.
- Tungsten : Menghasilkan karbida yang stabil dan menapis saiz bijian supaya dapat meningkatkan kekerasan, terutamanya pada suhu tinggi.
- Vanadium (0.15%): Seperti titanium dan niobium, vanadium boleh menghasilkan karbida yang stabil yang meningkatkan kekuatan pada suhu tinggi. Dengan mempromosikan struktur butiran halus, kemuluran dapat dikekalkan.
- Zirkonium (0.1%): Meningkatkan kekuatan dan had saiz bijirin. Kekuatan boleh meningkat pada suhu yang sangat rendah (di bawah beku). Keluli yang termasuk zirkonium sehingga kira-kira 0.1% kandungan akan mempunyai saiz bijirin yang lebih kecil dan menahan patah.
Sumber: SubsTech. Bahan & Teknologi. Kesan Unsur Alloying pada Hartanah Steel. (www.substech.com) Chase Alloys. Kesan Elemen Unsur dalam Keluli. (www.chasealloys.co.uk)
Ikuti Terence di Google+