1

Zavrni rad

SADRAJ:PREGLED VELIINA, OZNAKA I JEDINICA1 MEHANIZMI OVRSNUA MATERIJALA12 SITNOZRNATI MIKROLEGIRANI ELICI POVIENE VRSTOE73 NORMALIZIRANI SITNOZRNATI MIKROLEGIRANI ELICI114 POBOLJANI SITNOZRNATI MIKROLEGIRANI ELICI 185 ZAKLJUAK206 LITERATURA217 PRILOZI

1 MEHANIZMI OVRSNUA MATERIJALA Mikrolegirani elikilisitnozrnati mikrolegirani elik poviene vrstoe je vrstaugljinog elikakoji ima poveanu vrstou, uz istovremenu utedulegirajuihelemenata, a ostvaruje se primjenom postupka mikrolegiranja. Mikrolegiranje se koristi prvenstveno kod izradekonstrukcijskih elika koje karakterizira visokagranica razvlaenja, zadovoljavajua plastinost, neznatna sklonost krhkomlomu, te dobrazavarljivost. Mikrolegirajui elementi uglavnom djeluju stvaranjem karbida NbC i VC,nitridaNbN i VN, te karbonitrida V(CN) i (Nb,V)(C,N), koji sprjeavaju rastaustenitnogzrna. Navedeni precipitati su dovoljno gusto dispergirani, sitni, toplinski otporni i tvrdi da predstavljaju uinkovite zapreke gibanju dislokacija, te utjeu na usitnjenjekristalnog zrna.Feritno-perlitnozrno biti e to sitnije to je bilo sitnije austenitno zrno. Sitna austenitna zrna imaju veu ukupnu graninu povrinu nego krupna, pa je broj feritnih klica vei. Razvoj zavarljivih konstrukcijskih elika zapoinje krajem 20-ih godina 20. stoljea. U poetku proizvodnje takvih elika osnovni cilj bio je poveanje vrstoe, odnosno granice razvlaenja. Meutim, polazei od sve naglaenijih potreba za utedom materijala ienergijeu posljednje vrijeme sve se vei znaaj usmjerava premailavosti, zavarljivosti i sposobnosti oblikovanja. Za sve moderne visokovrste zavarljive elike karakteristino je da su mikrolegirani sniobijem,vanadijem,titanijemili nekim drugim mikrolegirajuim elementom. Razlika u odnosu na uobiajen sastav konstrukcijskih elika je u relativno niskom sadrajuugljikai dodatku mikrolegirajueg elementa. Sadraj mikrolegirajueg elementa u mikrolegiranim elicima iznosi od 0,01 do 0,1%, a sadraj ugljika je vrlo nizak (0,02 - 0,20%). Mikrolegirajui elementi ne mijenjaju osnovnu vrstuelikatj. nelegirani elik ostaje nelegiran, niskolegirani elik ostaje niskolegiran.

Postojanje greaka (dislokacija) u strukturi osnovni je razlog to metali nemaju onu vrstou koju bi im omoguile visoke sile razdvajanja u elementarnoj reetci. Dislokacije iako sniavaju teoretsku vrstou omoguavaju plastino deformiranje pri odreenom optereenju. Stoga je za povienje otpornosti prema promjeni oblika (granica elastinosti, vlana vrstoa) potrebno oteati gibanje dislokacija, ali ne ga i potpuno onemoguiti jer bi se tada izgubila sposobnost materijala za promjenu oblika (udarna radnja loma, istezanje, kontrakcija). Jedan od mehanizama koenja dislokacija temelji se na tokastim zaprekama tj. stranim atomima koji s osnovnim metalom tvore kristale mjeance. Nedostatak ovog mehanizma je to je za jako ovrivanje potrebno dodati velike koliine legirajuih elemenata, to nije opravdano tehniki i ekonomski.

Ovrivanje dislokacijama (kao linijskim grekama) temelji se na povienju gustoe dislokacija, koje onda postojeim dislokacijama u materijalu oteavaju gibanje. Nove se dislokacije unose u materijal plastinom deformacijom, kaljenjem i termomehanikom obradom. Ovaj mehanizam je vrlo uinkovit u pogledu iznosa ovrivanja ali ako se pri unoenju novih dislokacija njihova gustoa priblii graninoj, nastupiti e koncentracija naprezanja to moe dovesti do napuklina i loma.

Precipitacijsko ovrivanje elika

Poveanje granice razvlaenja mehanizmom precipitacije ovisi o metalno-fizikalnoj interakciji dislokacija i precipitata, koja se moe opisati pomou dva procesa: obilaenjem i rezanjem precipitata. Precipitacijsko ili disperzijsko ovrivanje elika kvantitativno je opisao E. Orowan. On je utvrdio da submikroskopske estice promjera od 5 do 15 nm na meusobnoj udaljenosti 15-45 nm uinkovito zaustavljaju gibanje dislokacija ukoliko je tvrdoa tih estica dovoljno visoka, slika 1.

Slika 1. Shematski prikaz Orowanovog mehanizma ovrivanja precipitatima:a) tvrdi precipitati i d>3 nm; dislokacija obilazi estice (jako ovrivanje), b) meki precipitati ili d