A adição de diferentes elementos metálicos em uma liga pode afetar significativamente suas propriedades mecânicas (como resistência, dureza, ductilidade, resistência, resistência à corrosão etc.). A seguir, são apresentados os papéis dos elementos metálicos comuns em ligas e seus efeitos nas propriedades mecânicas:

1. Carbono (C)

Uso: Encontrado principalmente em aço e ferro fundido, formando carbonetos com ferro (como Fe3C).

Influência:

Força/dureza: O aumento do teor de carbono aumenta significativamente a dureza e a força (como o aço de alto carbono), mas quantidades excessivas podem levar à fragilidade.

Ductilidade: quanto maior o teor de carbono, menor a ductilidade e a tenacidade.

Soldabilidade: o aço de alto carbono possui más propriedades de soldagem.

2. Cromo (CR)

Uso: elemento -chave para aço inoxidável (como 304, 316) e aço da ferramenta.

Influência:

Resistência à corrosão: forma um filme de óxido passivo (CR2O3) para melhorar a resistência à oxidação e a resistência à corrosão.

Dduade/força: forma carbonetos com carbono (como CR23C6) para melhorar a dureza e a resistência ao desgaste.

Desempenho de alta temperatura: aumenta a força de alta temperatura (como o aço resistente ao calor).

3. Níquel (NI)

APLICAÇÕES: Aço inoxidável (como 304), ligas de alta temperatura (como Inconel) e ligas resistentes à corrosão.

Influência:

Tonalidade: melhora a baixa temperatura e a ductilidade (como o aço de níquel para ambientes de baixa temperatura).

Resistência à corrosão: aumenta a resistência a ácidos e álcalis.

Estabilização de austenita: em aço inoxidável, coopera com cromo para formar uma estrutura austenítica (como 304 aço).

4. Molibdênio (MO)

Aplicações: aço de alta resistência (como 4140), aço inoxidável (como 316) e ligas de alta temperatura.

Influência:

Resistência à força/calor: melhora a força de alta temperatura e a resistência à fluência.

Resistência à corrosão: aumenta a resistência à corrosão da tensão de cloreto (como 316 aço inoxidável).

Refinamento de grãos: melhora a hardenabilidade.

5. Manganês (MN)

APLICAÇÕES: Aço de carbono (como A36), aço de alta de alta resistência (HSLA) e aço manganês austenítico (como a Hadfield Steel).

Influência:

Desoxidação/dessulfurização: reduz os efeitos nocivos do enxofre (forma MNs em vez de FES).

Hardenabilidade: Melhora a hardenabilidade e a resistência ao desgaste (por exemplo, aço alto de manganês para baldes de escavadeira).

Estabilização de austenita: substituição parcial de níquel em aço inoxidável.

6. Silício (SI)

Usos: aço de mola (por exemplo, 65mn), aço elétrico e ligas de alumínio (por exemplo, série 4xxx).

Influência:

Resistência/elasticidade: melhora a força e o limite elástico do aço (por exemplo, aço da mola de silício-manganeses).

Deoxidizer: remove o oxigênio durante a fabricação de aço.

Propriedades magnéticas: melhora a permeabilidade magnética do aço elétrico.

7. Alumínio (AL)

Usos: ligas de alumínio (por exemplo, 6061), ligas de alta temperatura (por exemplo, Fe-Cr-Al) e desoxidizantes.

Influência:

PESOLE: reduz a densidade (as ligas de alumínio são cerca de 2/3 mais leves que o aço).

Resistência à corrosão: forma o filme de proteção AL2O3.

Refinamento de grãos: inibe o crescimento de grãos no aço.

8. Titanium (TI)

Aplicações: ligas de titânio (por exemplo, TI-6Al-4V), aços inoxidáveis ​​(por exemplo, 321) e ligas de alta temperatura.

Influência:

Razão de força/peso: as ligas de titânio têm força específica extremamente alta.

Resistência à corrosão: resiste à água do mar e corrosão de cloreto.

Formação de carboneto: Fixe carbono no aço para evitar a corrosão intergranular (por exemplo, 321 aço inoxidável).

9. cobre (CU)

APLICAÇÕES: Açaes de bronze (Cu-ZN), bronze (Cu-SN) e endurecimento por precipitação (por exemplo, 17-4ph).

Influência:

Resistência à corrosão: melhora a resistência à corrosão atmosférica (por exemplo, aço intemperativo).

Condutividade elétrica/térmica: as ligas de cobre têm excelente condutividade elétrica.

Fortalecimento da precipitação: forma a fase ε-Cu no aço (por exemplo, aço inoxidável de 17-4fh).

10. Vanadium (V)

APLICAÇÕES: Aços de ferramentas (por exemplo, D2), aços de baixa tensão de alta resistência (HSLA).

Influência:

Refinamento de grãos: Formação de carbonitretos (como VC) para inibir o crescimento dos grãos.

Força/resistência: melhore a força, mantendo a tenacidade (como o aço HSLA).

11. Tungsten (W)

Aplicações: aço de alta velocidade (como M2), carboneto cimentado (WC-Co) e ligas de alta temperatura.

Influência:

Dureza de alta temperatura: formação de carbonetos resistentes ao desgaste (como W2C).

Dresidade vermelha: o aço de alta velocidade mantém a dureza a altas temperaturas.

12. Zinco (Zn)

APLICAÇÕES: Aço galvanizado (prevenção de ferrugem), latão (Cu-ZN) e ligas de alumínio (como a série 7xxx).

Influência:

Proteção do ânodo de sacrifício: A camada de zinco protege a matriz de aço.

Força: forma uma fase de fortalecimento em ligas de alumínio (como Zn-MG-Cu, liga de alumínio 7075).

Resumo: A influência central dos elementos nas propriedades mecânicas.

Ao ajustar o conteúdo e a combinação desses elementos, as ligas podem ser projetadas para atender às necessidades específicas (como aços de alta resistência, ligas resistentes à corrosão ou ligas de alta temperatura).