Znaczenie dodatków do stali stopowej i efekty ich stosowania

 

Podstawowy podział stali pozwala wyróżnić jej wersję niestopową i stopową. Pierwsza z nich jest kompozycją dwóch składników – żelaza i węgla. Druga powstaje w wyniku połączenia kilku różnych pierwiastków, których dodatek wpływa na jej ostateczne właściwości. To one decydują o przeznaczeniu materiału.

Charakterystyka stali stopowej

Stal powstaje w wyniku przetapiania w wysokich temperaturach rudy żelaza w obecności koksu. Oba surowce dają coś od siebie, tworząc podstawową mieszankę, czyli płynną surówkę. Pozostawiona w czystej postaci ma bardzo ograniczone możliwości jako surowiec konstrukcyjny, niestopowy, ale może też być podstawą do tworzenia różnych modyfikacji. To etap przejścia w kierunku postaci stopowej, tworzonej w sposób celowy dla konkretnych zastosowań. Przykładem takiego produktu jest bainityczna stal 21CRMOV5-7+QT z dodatkiem chromu, molibdenu i wanadu, przystosowana do pracy w wysokich temperaturach, odporna na działanie wodoru do 320 st. C i na parę wodną do 600 st. C. To specjalna stal dla energetyki, do produkcji turbin parowych, rotorów i tarcz wirników kompresorowych.

 

Pierwiastki dodatkowe a właściwości stali

Komponowanie stali stopowej przypomina mieszanie złota, które przez dodatek różnych metali zyskuje ciekawą barwę. W tym przypadku jednak dodatki rzadko decydują o kolorze, a częściej wpływają na plastyczność, twardość i odporność termiczną.

Oto typowe dodatki do stali stopowej:

• nikiel – ułatwia proces hartowania przez spowolnienie jego tempa, rozpuszczony w ferrycie wzmacnia go i zwiększa odporność na uderzenia,
• chrom – sprzyja rozdrabnianiu ziarna struktury krystalicznej stali, podwyższa hartowność,
• mangan - obniża temperaturę przemiany austenitycznej, podwyższa wytrzymałość na uderzenie, rozciąganie i ścieranie,
• wolfram – zwiększa wytrzymałość, odporność na ścieranie oraz drobnoziarnistość stali,
• molibden – zwiększa hartowność, wytrzymałość, odporność na pełzanie i zmniejsza kruchość stali,
• wanad – znacznie zwiększa twardość i drobnoziarnistość,
• kobalt – zwiększa twardość i drobnoziarnistość.

Poza wymienionymi wykorzystuje się też inne pierwiastki, stosowane rzadziej i w szczególnych przypadkach. Do takich zalicza się bor, niob, tytan lub cynk.