
Katalog legovaných ocelí
Katalog legovaných ocelí
Kliknutím na libovolný produkt zobrazíte podrobnosti





Co je legovaná ocel?
Legovaná ocel je typ oceli, která získává požadované mechanické vlastnosti přidáním jednoho nebo více prvků (jiných než uhlík). Na rozdíl od běžné uhlíkové oceli, která se skládá převážně ze železa a uhlíku a obsahuje pouze malé množství stopových prvků, jako je mangan, křemík a fosfor, legovaná ocel zlepšuje své výkonnostní vlastnosti přidáním specifických prvků v kontrolovaném rozmezí.
Tento koncept je poněkud flexibilní, protože historicky se od běžné uhlíkové oceli odlišovala tím, zda její obsah manganu překračuje 2%, nebo zda obsahuje jiné specifické prvky v koncentraci alespoň 0,1% až 0,5%. Se zlepšením čistoty oceli však mohou mít i přísady pouhých 0,005% významný vliv na mechanické vlastnosti, což vede ke vzniku mikrolegovaných nebo vysokopevnostních nízkolegovaných (HSLA) ocelí.
Legující prvky a jejich účinky
Mezi hlavní legující prvky obvykle patří křemík (Si), mangan (Mn), nikl (Ni), chrom (Cr), molybden (Mo), wolfram (W), vanad (V), kobalt (Co), bor (B), měď (Cu), hliník (Al), titan (Ti) a niob (Nb). Tyto prvky se přidávají za účelem úpravy struktury a vlastností oceli.
- mangan (Mn)Zvyšuje prokalitelnost. Může také sloužit jako stabilizátor austenitu.
- křemík (Si)Působí jako deoxidační činidlo a může zvýšit pevnost a kalitelnost.
- nikl (Ni)Poskytuje pevnost a zlepšuje prokalitelnost kalením a popouštěním. Zlepšuje také houževnatost za nízkých teplot a může sloužit jako stabilizátor austenitu.
- Chrom (Cr)Je klíčový pro odolnost nerezových ocelí proti korozi, protože vytváří pasivní vrstvu. Napomáhá také prokalitelnosti a tvorbě tvrdých karbidů.
- molybden (Mo)Napomáhá prokalitelnosti, tvoří tvrdé karbidy a může snižovat křehkost za popouštění. Přispívá také k vlastnostem za zvýšených teplot a hodnotám pevnosti v tahu.
- Vanad (V)Zpevňuje ocel tvorbou sraženin nitridu vanadu a je silným kalitelným prvkem.
- Wolfram (W)Tvoří velmi tvrdé karbidy a poskytuje odolnost vůči popouštěcím vlivům.
- Hliník (Al)Používá se jako deoxidační činidlo a může omezit růst zrn. Ve specifických nitridačních slitinách se slučuje s plynným amoniakem za vzniku stabilních, tvrdých sloučenin. Může také podporovat tvorbu pasivní vrstvy v některých ocelích.
- Bor (B)Používá se ke zvýšení kalitelnosti.
- měď (Cu)Může zlepšit odolnost vůči atmosférické korozi.
Klasifikace
- Množství legujících prvků:
- Nízkolegované oceliCelkový obsah legujících přísad je obvykle menší než 5 hmotn. % %. Některé definice jej rozšiřují na méně než 8%. Používají se, když požadavky na pevnost překračují to, co mohou poskytnout uhlíkové oceli, a nabízejí lepší houževnatost a kalitelnost.
- Středně legované oceliCelkový obsah legujících přísad se obvykle pohybuje v rozmezí 5–10 % hmotnostních %.
- Vysoce legované oceliCelkový obsah legujících přísad je vyšší než 10 % hmotnostních %. Tato kategorie zahrnuje nerezové oceli, nástrojové oceli a žáruvzdorné oceli.
- SloženíKlasifikace podle dominantních legujících prvků, jako jsou niklové oceli, chromové oceli, chrom-niklové oceli nebo chrom-niklové oceli.
- MikrostrukturaKlasifikují se podle převládající mikrostruktury, jako například martenzitické, austenitické nebo bainitické oceli.
- AplikaceKategorizované podle jejich specifického použití, jako například korozivzdorná ocel, žáruvzdorná ocel, magnetická ocel nebo nástrojová ocel.
Vlastnosti
- Zvýšená pevnost a tvrdost. Legující prvky mohou zlepšit pevnost a tvrdost materiálů, ale pro plné využití těchto vlastností je obvykle nutné následné tepelné zpracování.
- Zlepšená kalitelnost. Legující prvky umožňují kalení oceli přes silnější průřezy a za použití mírnějších kalicích médií (jako je olej nebo vzduch namísto vody), čímž se snižuje riziko deformace nebo praskání. Legující prvky zpomalují rychlost přeměny austenitu na martenzit.
- Lepší odolnost. Mnohé z nich nabízejí vylepšenou odolnost.
- Odolnost proti změknutí při popouštění. Legující prvky zlepšují odolnost oceli vůči měknutí při popouštění.
- Vylepšené vlastnosti při vysokých a nízkých teplotách. Dokáže si udržet pevnost a výkon v širším rozsahu teplot, od kryogenních až po zvýšené teploty.
- Zvýšená odolnost proti korozi a oxidaci. Prvky jako chrom jsou nezbytné pro odolnost proti korozi a tvoří pasivní vrstvu. Hliník, chrom a křemík, pokud jsou přítomny jako legující prvky, mohou změnit složení povrchových oxidů a zajistit tak větší ochranu.
- Odolnost proti opotřebení. Některé legované oceli vykazují vynikající odolnost proti opotřebení, zejména ty, které obsahují prvky tvořící tvrdé karbidy.
- Zvláštní vlastnosti. Vyrábějí se v různých “kvalitách” pro specifické aplikace, jako je kvalita ložisek, kvalita pro tváření za studena, kvalita pro letadla a kvalita pro tlakové nádoby, přičemž každá z nich má přísné požadavky na složení, vnitřní pevnost a integritu povrchu.
Svařitelnost
Svařování je obecně obtížnější než svařování běžné uhlíkové oceli. Pokud se s ní nezachází správně, je náchylná ke zpevnění, křehnutí a praskání. Před svařováním ji může být nutné předehřát a doporučuje se svařovací proces s nízkým obsahem vodíku. Legovaná ocel používaná ke svařování má obvykle nízký obsah uhlíku, obvykle méně než 0,25% a často méně než 0,15%.
Aplikace
- Automobilový a letecký průmysl: Používá se například pro součásti motorů, podvozky, konstrukční prvky atd., AISI Oceli 4140 a 4340 se běžně používají pro nápravy a rámy.
- Těžká zařízení a stavebnictví: Používá se v nosnících, skladovacích nádržích, vrtných soupravách a dopravních zařízeních.
- Potrubí: Slouží k bezpečné přepravě ropy a plynu.
- Strojní součásti: Ozubená kola, nápravy, hřídele, ložiska a vysoce namáhané součásti.
FAQ
Legovaná ocel je typ oceli, do které je záměrně přidáván jeden nebo více prvků, kromě obvyklého uhlíku a běžného množství manganu, křemíku a mědi, za účelem dosažení požadovaných vlastností, jako je zvýšená pevnost, tvrdost nebo odolnost proti korozi.
Záleží na konkrétní legované oceli. Zatímco nízkolegované oceli se obecně nepovažují za odolné proti korozi, některé jsou navrženy pro zlepšenou odolnost proti atmosférické korozi. Nerezové oceli, významná podkategorie vysoce legovaných ocelí, jsou speciálně navrženy tak, aby odolávaly korozi díky obsahu chromu a vytvářely ochrannou pasivní vrstvu.
Ano, legované oceli jsou známé svou vynikající pevností a houževnatostí. Jsou navrženy tak, aby poskytovaly lepší mechanické vlastnosti ve srovnání s konvenčními uhlíkovými ocelemi.
Legovaná ocel je typ kovu a je obecně pevnější než obyčejná uhlíková ocel a mnoho čistých kovů. Přidání legujících prvků výrazně zlepšuje vlastnosti, jako je pevnost a houževnatost.
Záleží na konkrétním typu a mikrostruktuře. Feritické nerezové oceli jsou magnetické. Austenitické nerezové oceli jsou obvykle nemagnetické v žíhaném stavu, ale po tváření za studena se mohou stát částečně magnetickými. Martenzitické nerezové oceli jsou magnetické.
Nízkolegovaná ocel je typ oceli, která obsahuje záměrně přidané legující prvky, jako je nikl, chrom nebo molybden, s celkovým obsahem legujícího materiálu obvykle menším než 5% až 8%, což nabízí lepší mechanické vlastnosti než obyčejné uhlíkové oceli.
Legované oceli jsou velmi pevné a navržené tak, aby měly vynikající mechanické vlastnosti, jako je vysoká pevnost v tahu a mez kluzu, ve srovnání s běžnými uhlíkovými ocelemi, zejména po vhodném tepelném zpracování.
Legovaná ocel se vyrábí převážně ze železa a uhlíku, přičemž se do ní záměrně přidávají specifické legující prvky, jako je mangan, křemík, nikl, chrom, molybden, vanad a další, aby se dosáhlo požadovaných vlastností.
Nízkolegované oceli se obecně nepovažují za odolné proti korozi a mohou zmatnět nebo rezivět. Některé legované oceli, zejména nerezové oceli (typ vysoce legované oceli), jsou však speciálně navrženy tak, aby odolávaly korozi a zmatnění kvůli obsahu chromu.
Ano, nerezová ocel je typ vysoce legované oceli, která se vyznačuje vysokým obsahem chromu (nejméně 10,5% až 11% chromu), což jí poskytuje odolnost proti korozi.
Ne, legovaná ocel a hliník jsou odlišné kovové materiály; legovaná ocel je primárně na bázi železa, zatímco hliník je na bázi hliníku, s významnými rozdíly v hustotě, typické pevnosti a legujících prvcích.
Legované oceli jsou obecně pevnější než hliníkové slitiny, zejména po tepelném zpracování, ačkoli některé vysokopevnostní hliníkové slitiny mohou nabízet srovnatelné poměry pevnosti k hmotnosti díky své výrazně nižší hustotě.
Legovaná ocel je obecně pevnější než obyčejná uhlíková ocel, protože obsahuje specifické legující prvky, které zlepšují vlastnosti, jako je kalitelnost, pevnost a houževnatost, zejména po vhodném tepelném zpracování.
Ano, většinu legovaných ocelí lze svařovat, ale tento proces často vyžaduje specifické postupy, jako je kontrola obsahu uhlíku, použití metod s nízkým obsahem vodíku a potenciálně předehřívání nebo tepelné zpracování po svařování, aby se zvládla náchylnost k trhlinám a dosáhlo se požadovaných vlastností.
Legované oceli lze řezat různými metodami, ale jejich dělení je obecně obtížnější než holých uhlíkových ocelí; pro dosažení optimálních výsledků mohou být nutné specifické techniky, jako je přidávání tavidla nebo vstřikování železa u nerezových ocelí.
“Kvalita” oceli se vztahuje k její vhodnosti pro konkrétní aplikaci nebo výrobní proces, nikoli nutně k její inherentní nadřazenosti. Legovaná ocel se proto považuje za “kvalitní”, pokud splňuje specifické požadavky zamýšleného použití.
Ani jeden z nich není ze své podstaty “lepší”; jejich vhodnost závisí na aplikaci. Legované oceli jsou primárně navrženy pro vylepšené mechanické vlastnosti, jako je vysoká pevnost, tvrdost a houževnatost, často prostřednictvím tepelného zpracování. Nerezové oceli, typ vysoce legované oceli, jsou speciálně vybírány pro vynikající odolnost proti korozi díky obsahu chromu, který tvoří pasivní vrstvu, a také nabízejí dobré mechanické vlastnosti. Nerezová ocel je obvykle dražší.
Legované oceli se obecně nepovažují za odolné proti korozi. Pro manipulaci s potravinami, nerezové oceli jsou preferovány kvůli své vynikající odolnosti proti korozi a schopnosti zabránit uvolňování kovových iontů do potravin.
Legované oceli jsou obecně lepší než obyčejné železo nebo uhlíkové oceli pro aplikace vyžadující vylepšené vlastnosti. Zatímco obyčejné uhlíkové oceli jsou široce používány a ekonomické pro všeobecné použití, legované oceli mají záměrně přidané prvky, které výrazně zlepšují pevnost, kalitelnost, houževnatost, odolnost proti opotřebení a výkon při extrémních teplotách, čímž překonávají omezení obyčejných uhlíkových ocelí.
Mezi nevýhody patří vyšší náklady ve srovnání s běžnými uhlíkovými ocelemi, složitější výrobní a tepelné zpracování, potenciál pro obtížnou obrobitelnost (protože legující prvky často snižují obrobitelnost), větší sklon k zadržování austenitu a vnitřního napětí po tepelném zpracování a náchylnost k popouštěcí křehkosti v důsledku určitých nečistot. Navíc, ačkoli některé legované oceli nabízejí zlepšenou odolnost proti atmosférické korozi, obvykle se nevyrovnají široké korozní odolnosti nerezových ocelí.
