Vpliv prvkov na vlastnosti ocelí

Je nejsilnější a velmi často používaný jako dezoxidační prostředek. Pozitivně působí na odolnost proti stárnutí.

V malých dávkách napomáhá ke zjemňování zrna.

Hliník s dusíkem vytváří velmi tvrdé nitridy, proto je nejčastějším legujícím prvkem v nitridačních ocelích. Dále zvyšuje odolnost proti tvorbě okují a proto se přidává do feritických žárupevných ocelí.

Je v ocelích nejvlivnějším legujícím prvkem. Každá nelegovaná ocel obsahuje kromě uhlíku i křemík (Si), mangan (Mn), fosfor (P) a síru (S), které získává v průběhu výroby.

Přidáním dalších legujících prvků, jakož i zvýšením obsahu Mn a Si, lze získat legovanou ocel. Se zvyšujícím se obsahem uhlíku se zvyšuje pevnost a prokalitelnost, ale tažnost, svařitelnost a obrobitelnost se snižuje.

Při vyšším obsahu uhlíku se snižuje houževnatost a tepelná vodivost.

Nevytváří karbidy. Při vyšších teplotách zabraňuje růstu zrna a zvyšuje pevnost za tepla.

Používá se pro výrobu permanentních magnetů.

Je karbidotvorný prvek. Karbidy zvyšují odolnost proti opotřebení. Chromové oceli jsou kalitelné na vzduchu i v oleji. Při zvyšování podílu Cr se snižuje svařitelnost.

Pevnost v tahu se zvyšuje o 80 až 100MPa na každé 1% Cr. Vyšší obsah Cr snižuje tvorbu okují. Pro korozní odolnost se vyžaduje více než 13% Cr.

Cr snižuje tepelnou a elektrickou vodivost a tepelnou roztažnost. Podporuje vznik popouštěcí křehkosti.

Měď se přidává pouze do některých ocelí, protože snižuje schopnost tepelného zpracování.

Z tohoto důvodu se považuje za škodlivou přísadu.

U nelegovaných ocelí měď způsobuje podstatné zvýšení odolnosti proti povětrnostním vlivům.

Je škodlivá přísada, protože vyvolává zkřehnutí oceli.

Způsobuje dezoxidaci. Se sírou vytváří sirníky manganu, které snižují nežádoucí vliv síry. Tato vlastnost je důležitá u automatových ocelí (se zvýšenou obrobitelností).

Snižuje nebezpečí lomu za červeného žáru. Obsah zvyšuje prokalitelnost, mez kluzu a mez pevnosti oceli. Dále příznivě působí na tvařitelnost a svařitelnost oceli.

Jestliže ocel obsahuje víc než 4%Mn, vytváří se i při pomalém ochlazování křehká struktura. Oceli s obsahem Mn nad 12%, při současném vysokém obsahu uhlíku, jsou austenitické. Tyto oceli jsou vysoce odolné vůči rázům. Oceli s obsahem Mn nad 18% jsou nemagnetické i po tváření za studena a používají se jako oceli pro práci za nízkých teplot.

Mangan zvyšuje koeficient tepelné roztažnosti a snižuje tepelnou a elektrickou vodivost.

Používá se ve spojení s ostatními legujícími prvky. Zvyšuje prokalitelnost. Výrazně snižuje popouštěcí křehkost, zlepšuje jemnost zrna a zlepšuje svařitelnost.

Při vyšším obsahu Mo se snižuje tvařitelnost. Ovlivňuje tvorbu karbidů, proto se používá u rychlořezných nástrojových ocelí.

Patří k prvkům, které zvýšují odolnost proti korozi. Vysoký obsah zvyšuje odolnost proti vytváření důlkové koroze.

Může se objevovat jako prvek, který oceli škodí, ale taky jako prvek legující. Škodlivě působí tím, že snižuje houževnatost, vyvolává citlivost ke stárnutí a křehkost za modrého žáru (300-350°C).

Jako legující prvek stabilizuje austenitickou strukturu. V austenitických ocelích zvyšuje pevnost, jakož i mechanické vlastnosti za tepla.

Dusíkem lze dosáhnout vlivem tvorby nitridů vysokou tvrdost povrchu (nitridování).

Vyskytuje se vždy společně s Tantalem, neboť jsou od sebe velmi obtížně oddělitelné.

Tvoří karbidy a proto jsou přidávány jako stabilizátory do ocelí odolných chemikáliím.

Vyskytuje se vždy společně s Niobem, neboť jsou od sebe velmi obtížně oddělitelné.

Tvoří karbidy a proto jsou přidávány jako stabilizátory do ocelí odolných chemikáliím.

Způsobuje značné zvýšení vrubové houževnatosti i při nízkých teplotách. Přidává se do cementačních a zušlechťovaných ocelí.

Nikl je karbidotvorný prvek.

Při obsahu vyšším než 7% tvoří austenitickou strukturu. Tyto austenitické oceli mají při teplotách nad 600°C vyšší pevnost. Nikl způsobuje odolnost proti korozi.

Jedná se o nežádoucí přísadu, neboť způsobuje snižování mechanických vlastností, především vrubové houževnatosti a taktéž zvyšuje sklon ke křehkosti stárnutím.

Je považován za škodlivý prvek, protože způsobuje hrubnutí při krystalizaci oceli. Zvyšuje pevnost a odolnost proti atmosférické korozi, ale zároveň i křehkost oceli.

V austenitických Cr-Ni ocelích může obsah fosforu zvýšit mez kluzu.

Používá se v rozsahu 0,2-0,5% k legování automatových ocelí, neboť jeho jemným rozložením se dosáhne krátkých třísek a čistých ploch po obrábění.

Uvedený obsah Pb neovlivňuje mechanické vlastnosti oceli.

V oceli tvoří sirníky, které snižují houževnatost ocelí a kujnost za červeného žáru. Z tohoto důvodu je síra považována za škodlivý prvek.

Zvyšuje možnost křehkého lomu svaru.

Přidává se úmyslně do automatových ocelí, kde díky svým mazacím účinkům snižuje tření mezi obrobkem a řezným nástrojem.

Je obsažen v oceli jako pozůstatek chemického složení železné rudy. Křemíkové oceli jsou ty, které obsahují víc než 0,4% Si.

Křemík napomáhá dezoxidaci, zvyšuje pevnost a odolnost oproti opotřebení. Značně zvyšuje mez pružnosti, proto se používá v pružinových ocelích. Zvyšuje žáruvzdornost a mez únavy.

Mírně zvyšuje prokalitelnost a odolnost proti popouštění. V oceli se karbidy s uhlíkem netvoří. Křemík snižuje elektrickou vodivost, proto se používá v ocelích na trasformátorové plechy.

Je škodlivý prvek, protože se stejně jako měď nahromadí pod vrstvou okují a vyvolává trhliny.

Díky své vysoké afinitě ke kyslíku, dusíku síře a uhlíku působí silně dezoxidačně.

Používá se ke zjemnění zrna.

Zjemňuje zrno a v důsledku toho i strukturu odlitků. Tvoří karbidy, čímž zvyšuje odolnost proti opotřebení.

Podporuje křehnutí ocelí za tepla.

Tvoří v oceli karbidy i při zvýšených teplotách a tím podporuje odolnost proti popouštění. Větší množství podporuje tvorbu zbytkového austenitu.

Při větším obsahu snižuje houževnatost a plastické vlastnosti oceli. Karbidy wolframu se austenitizací obtížně rozpouštějí a proto se wolframové oceli kalí za vysokých teplot,obvykle nad 1000°C.

Wolfram zvyšuje odolnost protim otěru a řezivost oceli, proto je nejběžnějším prvkem u rychlořezných ocelí, u ocelí pro práci za tepla a u ocelí s vysokou tvrdostí.

Používá se k dezoxidaci, denitridaci a odsíření.

Vytváří karbidy.

Přidání zirkonu ke zcela uklidněmým automatovým ocelím má příznivý vliv na tvorbu sulfidů.