L'ajout de différents éléments métalliques dans un alliage peut affecter considérablement ses propriétés mécaniques (telles que la résistance, la dureté, la ductilité, la ténacité, la résistance à la corrosion, etc.). Voici les rôles des éléments métalliques communs dans les alliages et leurs effets sur les propriétés mécaniques:

1. Carbone (C)

Utilisation: Principalement trouvé en acier et en fonte, formant des carbures avec du fer (comme Fe3C).

Influence:

Force / dureté: une augmentation de la teneur en carbone augmente considérablement la dureté et la résistance (comme l'acier à carbone élevé), mais des quantités excessives peuvent entraîner une fragilité.

DUCTILITÉ: Plus la teneur en carbone est élevée, plus la ductilité et la ténacité sont faibles.

Soudabilité: l'acier à haut carbone a de mauvaises propriétés de soudage.

2. Chrome (CR)

Utilisation: élément clé pour l'acier inoxydable (tel que 304, 316) et l'acier à outils.

Influence:

Résistance à la corrosion: forme un film d'oxyde passif (CR2O3) pour améliorer la résistance à l'oxydation et la résistance à la corrosion.

Durness / résistance: forme des carbures avec du carbone (comme CR23C6) pour améliorer la dureté et l'usure de la résistance.

Performances à haute température: améliore la résistance à haute température (comme l'acier résistant à la chaleur).

3. Nickel (ni)

Applications: en acier inoxydable (tel que 304), en alliages à haute température (tels que Inconel) et en alliages résistants à la corrosion.

Influence:

Ténacité: améliore la ténacité à basse température et la ductilité (comme l'acier de nickel pour les environnements à basse température).

Résistance à la corrosion: améliore la résistance aux acides et aux alcalis.

Stabilisation de l'austénite: En acier inoxydable, il coopère avec le chrome pour former une structure austénitique (comme 304 acier).

4. Molybdène (MO)

Applications: acier à haute résistance (comme 4140), en acier inoxydable (comme 316) et en alliages à haute température.

Influence:

Résistance à la résistance / chaleur: améliore la résistance à haute température et la résistance au fluage.

Résistance à la corrosion: améliore la résistance à la corrosion des contraintes de chlorure (comme 316 en acier inoxydable).

Raffinement des grains: améliore la durabilité.

5. Manganèse (MN)

Applications: en acier au carbone (comme A36), en acier à faible alliage faible (HSLA) et en acier au manganèse austénitique (comme Hadfield Steel).

Influence:

Désoxydation / désulfurisation: réduit les effets nocifs du soufre (forme des MN au lieu des Fes).

Drecabilité: améliore la résistance à la durabilité et à l'usure (par exemple, l'acier élevé du manganèse pour les seaux d'excavatrice).

Stabilisation de l'austénite: remplacement partiel de nickel en acier inoxydable.

6. Silicon (Si)

Utilisations: acier de printemps (par exemple 65 mn), en acier électrique et alliages en aluminium (par exemple 4xxx série).

Influence:

Force / élasticité: améliore la résistance et la limite élastique de l'acier (par exemple, en acier de printemps-langanais en silicium).

DÉOXIDITING: Élimine l'oxygène pendant l'acier.

Propriétés magnétiques: améliore la perméabilité magnétique de l'acier électrique.

7. Aluminium (AL)

Utilisations: alliages en aluminium (par exemple 6061), alliages à haute température (par exemple Fe-Cr-Al) et désoxydants.

Influence:

Lumitation: réduit la densité (les alliages d'aluminium sont environ 2/3 plus légers que l'acier).

Résistance à la corrosion: Forme le film protecteur AL2O3.

Affinement des grains: inhibe la croissance des grains en acier.

8. Titane (Ti)

Applications: alliages de titane (par exemple TI-6AL-4V), aciers inoxydables (par exemple 321) et alliages à haute température.

Influence:

Ratio de résistance / poids: les alliages de titane ont une résistance spécifique extrêmement élevée.

Résistance à la corrosion: résiste à l'eau de mer et à la corrosion du chlorure.

Formation du carbure: Fired le carbone en acier pour éviter la corrosion intergranulaire (par exemple, en acier inoxydable 321).

9. Cuivre (Cu)

Applications: laiton (Cu-Zn), bronze (Cu-SN) et aciers durcissant les précipitations (par exemple 17-4ph).

Influence:

Résistance à la corrosion: améliore la résistance à la corrosion atmosphérique (par exemple, l'acier d'altération).

Conductivité électrique / thermique: les alliages de cuivre ont une excellente conductivité électrique.

Renforcement des précipitations: Forme la phase ε-Cu en acier (par exemple, en acier inoxydable 17-4ph).

10. Vanadium (V)

Applications: Affaits d'outils (par exemple D2), aciers à faible alliage à haute résistance (HSLA).

Influence:

Raffinement des grains: formation de carbonitrides (tels que VC) pour inhiber la croissance des grains.

Force / ténacité: améliorer la force tout en maintenant la ténacité (comme l'acier HSLA).

11. Tungsten (W)

Applications: acier à grande vitesse (comme M2), carbure cimenté (WC-CO) et alliages à haute température.

Influence:

Dureté à haute température: formation de carbures résistants à l'usure (comme W2C).

Dureté rouge: l'acier à grande vitesse maintient la dureté à des températures élevées.

12. Zinc (Zn)

Applications: acier galvanisé (prévention de la rouille), laiton (Cu-Zn) et alliages en aluminium (comme la série 7xxx).

Influence:

Protection sacrificielle des anodes: la couche de zinc protège la matrice en acier.

Force: Forme une phase de renforcement des alliages d'aluminium (comme Zn-MG-Cu, alliage d'aluminium 7075).

Résumé: L'influence centrale des éléments sur les propriétés mécaniques.

En ajustant le contenu et la combinaison de ces éléments, les alliages peuvent être conçus pour répondre aux besoins spécifiques (tels que les aciers à haute résistance, les alliages résistants à la corrosion ou les alliages à haute température).