Što je legirani čelik?

Čelik je metalna legura koja se uglavnom sastoji od željeza, uz male količine ugljika, ovisno o vrsti i kvaliteti čelika. Legirani čelik je svaka vrsta čelika kojoj je namjerno dodan jedan ili više elemenata osim ugljika, kako bi se dobilo željeno fizičko svojstvo ili karakteristika. Uobičajeni elementi koji se dodaju za izradu legiranog čelika su molibden, mangan, nikal, silicij, bor, krom i vanadij.

Legirani čelik se često dijeli u dvije skupine: visoko legirani čelici i niskolegirani čelici. Razlika između njih je donekle proizvoljno definirana. Međutim, većina se slaže da je bilo koji čelik koji je legiran s više od osam posto njegove težine drugi elementi osim željeza i ugljika, visoko legirani čelik. Nešto su češći niskolegirani čelici. Fizička svojstva ovih čelika modificiraju drugi elementi kako bi im dali veću tvrdoću, izdržljivost, otpornost na koroziju ili žilavost u usporedbi s ugljičnim čelikom. Da bi se postigla takva svojstva, ove legure često zahtijevaju toplinsku obradu.

Ako je razina ugljika u nisko legiranom čeliku u srednjem do visokom rasponu, može biti teško zavariti. Ako se sadržaj ugljika spusti na raspon od 0.1% do 0.3%, a neki od legirajućih elemenata se smanje, čelik može postići veću zavarljivost i sposobnost oblikovanja uz zadržavanje čvrstoće po kojoj je čelik poznat. Takvi metali klasificiraju se kao niskolegirani čelici visoke čvrstoće.

Možda najpoznatiji legirani čelik je nehrđajući čelik. Ovo je legura čelika s minimalno 10% udjela kroma. Nehrđajući čelik je otporniji na mrlje, koroziju i hrđu od običnog čelika. Otkrio ga je 1913. Harry Brearley iz Sheffielda u Engleskoj, ali otkriće je objavljeno svijetu tek 1915. Nehrđajući čelik se obično koristi u stolnom priboru za jelo, nakitu, remenima za satove, kirurškim instrumentima, kao i u zrakoplovnoj industriji. Njegov poznati sjaj također je prisvojen za mnoge poznate arhitektonske projekte, kao što su Gateway Arch u St. Louisu, Missouri, i vrhunac Chrysler Buildinga u New Yorku.

U svim vrstama legiranih čelika, legirajući elementi imaju tendenciju ili tvore karbide ili spojeve, umjesto da se jednostavno jednolično miješaju sa željezom i ugljikom. Nikl, aluminij i silicij su primjeri elemenata koji tvore spojeve u čeliku. Volfram i vanadij će tvoriti karbide, od kojih oba povećavaju tvrdoću i stabilnost gotovog proizvoda.