III. – Ötvözés
Az acélgyártás folyamatát bemutató cikksorozatunk második részében a gyártási folyamat végére értünk. Ahhoz azonban, hogy az acél eleget tegyen a darugyártás során támasztott szigorú követelményeknek, finomításra és ötvözésre van szükség. Mai cikkünk ezekről az eljárásokról szól.
Rendben, de mi az az ötvözés?
Az ipar igen széles körben használja fel a különböző acélokat, a különböző felhasználási módok pedig eltérő tulajdonságú acélokat követelnek meg.
A felhasználás céljának leginkább megfelelő anyagot az alapanyag (acél) és más anyagok (fémes vagy nemfémes) elegyéből állíthatjuk elő. Ez a folyamat az ötvözés.
Azokat az anyagokat, amelyek az alapanyag tulajdonságait számunkra és a felhasználás szempontjából kedvezően befolyásolják vagy módosítják, ötvözőnek nevezzük.
Ezen anyagok egy része még a nyersvasgyártás során kerül az acélba, más részüket pedig az acélgyártás során adagolják az acélhoz, ahogy erről korábban volt már szó.
A kis affinitású nemes ötvözőket (nikkel, kobalt, molibdén, réz) már a betétanyagokkal együtt be lehet adagolni a kohóba.
Ezzel ellentétben a nagy affinitású ötvözőket (króm, vanádium, wolfram, alumínium, titán) csak a dezoxidációs folyamat után kell a folyékony acélba adagolni.
Ötvözőanyagok és azok hatása az acélra
Az alábbiak az acélgyártás során leggyakrabban használt ötvözőanyagok:
Karbon: növeli az acél szakítószilárdságát, azonban csökkenti annak nyúlását, formázhatóságát és húzhatóságát.
Mangán: szintén növeli a szakítószilárdságot, valamint a gyártás során az átmeneti hőmérsékletet, azonban (a karbonnál kisebb mértékben ugyan, de) csökkenti a nyúlást.
Szilícium: Szilárdságnövelő hatású, 1,5% szilíciumig az acél nyúlása csak csekély mértékben csökken. Az ötvözet szilíciumtartalmának növekedése viszont jelentősen csökkenti az acél villamos vezetőképességét.
Alumínium: Nagyobb mennyiségben önálló ötvözetként nem alkalmazzák. Krómmal és szilíciummal viszont a hőálló acélok, míg nikkellel és kobalttal együtt az állandó mágnesek ötvözőeleme.
Nikkel: Javítja az acél edzhetőségét, ezért igen elterjedt ötvöző.
Króm: A nikkelhez hasonlóan nagy mértékben növeli az acélok edzhetőségét. A szerszámacélok igen elterjedt ötvözőeleme. A 12% feletti krómtartalom és alacsony széntartalom mellett az acélok jó saválló képességűek.
Molibdén: Karbidképző elem, amely növeli az acél melegszilárdságát és éltartósságát, emellett pedig javítja az acélötvözet átedzhetőségét. Volframmal és vanádiummal ötvözve csökkenti a nemesíthető acélok ridegségét.
Réz: A légköri korróziónak ellenálló acélok fő ötvözője.
Titán: Kis mértékben növeli az acél szakítószilárdságát.
Nióbium: Melegszilárd acélok ötvözésére használják.
Ón: Növeli az acélok forgácsolhatóságát.
A különböző ötvözők felhasználásával készült acélötvözetek lefedik tehát az ipari felhasználás szinte teljes spektrumát.
Az acél, mint alapanyag azonban további hőkezeléssel, hidegen és melegen történő megmunkálással tovább alakítható. Bizonyos tulajdonságai még ekkor is megváltoztathatóak. Sorozatunk következő, záró részében ezekről az eljárásokról lesz szó.
