STRUKE:

legirani čelik

legirani čelik, čelik s određenim udjelom jednog ili više elemenata, uglavnom teških metala, koji mu daju određena svojstva, npr. otpornost prema koroziji i habanju, veću tvrdoću, čvrstoću, elastičnost, žilavost, vatrootpornost i dr. Ni jedna druga skupina materijala ne poprima tako raznolika svojstva dodavanjem drugih elemenata (legiranjem) kao čelik. S obzirom na masene udjele dodanih elemenata, legirani čelik može se grubo podijeliti na niskolegirani (< 5%) i visokolegirani (> 5%). No prema europskim normama čelik je legiran ako sadrži jedan ili više elemenata (legirni elementi) s masenim udjelom većim od neke granične vrijednosti, koja je npr. za mangan 1,6%, za krom 0,3%, za aluminij 0,1% itd. Prema mikrostrukturi legirani čelik može biti feritni, austenitni, perlitni, feritno-perlitni, martenzitni, bainitni (→ čelik), prema području primjene konstrukcijski, alatni, za opruge, za transformatorske limove, prema svojstvima otporan prema koroziji, trošenju, niskoj ili visokoj temperaturi, žilav pri niskoj temperaturi itd. Legirni elementi mogu u čeliku biti u različitim kemijskim i strukturnim oblicima, npr. u intermetalnim spojevima, karbidima, oksidima, nitridima, te uklopljeni u različitim kristalnim rešetkama željeza. Najčešći su legirni elementi mangan, krom, silicij, nikal, volfram, molibden i vanadij, u posebnim slučajevima i kobalt, titanij, aluminij, niobij i dr.

Mangan djeluje kao deoksidans, veže i sumpor (koji je u čeliku uglavnom štetan), povisuje granicu razvlačenja, žilavost i prokaljivost čelika, ali je čelik legiran manganom sklon pregrijavanju i krhkosti nakon popuštanja.

Krom tvori karbide tvrđe i od cementita, povisuje prokaljivost čelika, a uz monofaznu mikrostrukturu i s više od 12% kroma u čvrstoj otopini dobiva se čelik potpune korozijske postojanosti, pa je krom glavni legirni element nehrđajućih čelika.

Silicij je, kao i mangan, deoksidans čelika, povisuje mu čvrstoću, granicu elastičnosti, dinamičku izdržljivost i otpornost prema trošenju, pa se posebno dodaje čeliku za opruge.

Nikal ne tvori karbide, nego se uklapa u kristalnu rešetku željeza. Uobičajeni je sastojak nehrđajućih čelika, povisuje im žilavost i pri niskim temperaturama, a najčešće služi u proizvodnji čelika posebnih svojstava (za niske i za visoke temperature, kemijski otpornog i nemagnetičnoga).

Volfram lako tvori tvrde i toplinski stabilne karbide, pa se legiranjem čelika volframom povisuje granica razvlačenja i vlačna čvrstoća, nešto manje i žilavost čelika, a djeluje povoljno na njegovu čvrstoću i na otpornost prema trošenju, posebno pri višim temperaturama.

Molibden, u kombinaciji s drugim elementima, povisuje granicu razvlačenja i vlačnu čvrstoću čelika, a katkad mu smanjuje krhkost i veličinu zrna i stvara tvrde karbide, tako da povećava rezna svojstva brzoreznih čelika.

Kobalt tvori čvrstu otopinu i usporava rast kristalnih zrna pri povišenim temperaturama, a ujedno povećava i čvrstoću, pa se dodaje alatnim čelicima za rad pri povišenoj temperaturi, posebno brzoreznim čelicima.

Citiranje:
legirani čelik. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2020. Pristupljeno 24. 9. 2020. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=35863>.