Legování je klíčový metalurgický proces, při kterém se do základního kovu přidávají další prvky za účelem zlepšení jeho vlastností. Tento proces je široce využíván ve výrobě oceli, hliníkových slitin, titanu a dalších kovových materiálů, které mají specifické požadavky na pevnost, tvrdost, odolnost proti korozi nebo teplotní stabilitu.
Co je legování?
Legování je technologický postup, při kterém se do čistého kovu přidávají určité prvky (legury), aby se změnily jeho fyzikální, mechanické nebo chemické vlastnosti. Legováním lze zlepšit například:
✔ Pevnost a tvrdost
✔ Odolnost proti korozi
✔ Tepelnou odolnost
✔ Obráběcí vlastnosti
✔ Elektrickou a tepelnou vodivost
Legování je zásadní pro výrobu moderních materiálů s vysokými nároky na výkon a životnost.
Využití legování v průmyslu
Legované kovy se používají v mnoha průmyslových odvětvích, například:
Strojírenství – výroba nástrojových ocelí pro frézy, vrtáky nebo soustružnické nože.
Automobilový průmysl – výroba motorových součástí, které odolávají vysokým teplotám a tření.
Letecký průmysl – slitiny hliníku, titanu a niklu s vysokou pevností a nízkou hmotností.
Stavebnictví – oceli odolné proti povětrnostním vlivům, například Corten.
Energetika – speciální žáruvzdorné slitiny pro turbíny a kotle.
Proces legování
Legování se provádí různými způsoby v závislosti na požadovaných vlastnostech a konkrétní výrobní technologii. Mezi hlavní metody patří:
Legování v tavenině
Nejběžnější metoda, kdy se legující prvky přidávají přímo do roztaveného kovu v peci. Proces probíhá ve vysokých teplotách a legury se musí důkladně promíchat, aby byla zajištěna jejich rovnoměrná distribuce.
Postup:
1. Tavení základního kovu (např. železa pro výrobu oceli).
2. Přidání legujících prvků (chrom, nikl, molybden atd.).
3. Míchání a homogenizace taveniny.
4. Odlití do forem nebo další zpracování válcováním.
Difuzní legování
Využívá chemickou difuzi legujících prvků do povrchu kovu, což zlepšuje například otěruvzdornost a koroziodolnost. Používá se při výrobě nástrojových ocelí nebo nerezových materiálů.
Plátování a povrchové legování
V tomto případě se na povrch základního kovu nanese vrstva legované slitiny, čímž se dosáhne zlepšených vlastností pouze na povrchu, zatímco jádro zůstává ekonomicky výhodnější.
Nejčastější legující prvky a jejich účinky
Různé legury mají specifické účinky na vlastnosti výsledného materiálu:
| Legující prvek | Vliv na kov | Příklad použití |
|---|---|---|
| Chrom (Cr) | Zvyšuje odolnost proti korozi a tvrdost | Nerezové oceli, nástrojové oceli |
| Nikl (Ni) | Zlepšuje houževnatost a odolnost proti korozi | Letecké slitiny, nerezové oceli |
| Molybden (Mo) | Zvyšuje pevnost při vysokých teplotách | Žáruvzdorné oceli, nástrojové oceli |
| Vanad (V) | Zlepšuje odolnost proti opotřebení a pevnost | Rychlořezné oceli |
| Mangan (Mn) | Zlepšuje tvrdost a odolnost proti nárazu | Konstrukční oceli, pružinové oceli |
| Titan (Ti) | Zlepšuje odolnost proti oxidaci a pevnost | Letecké a kosmické aplikace |
| Hliník (Al) | Snižuje hmotnost a zlepšuje odolnost proti korozi | Letecký a automobilový průmysl |
Výhody a nevýhody legování
✔ Výhody:
Možnost přizpůsobit vlastnosti materiálu požadovanému použití.
Vyšší pevnost, tvrdost a odolnost proti opotřebení.
Lepší odolnost proti korozi a vysokým teplotám.
Možnost vytvořit speciální slitiny pro extrémní podmínky.
✖ Nevýhody:
Vyšší cena legovaných materiálů.
Náročnější zpracování a výroba.
Některé legury mohou zhoršit obrobitelnost nebo svařitelnost materiálu.
Příklady legovaných materiálů
Nerezová ocel (Cr, Ni, Mo, Mn) – odolná proti korozi, využití v potravinářství, chemickém průmyslu a lékařství.
Nástrojová ocel (V, Mo, W) – extrémně tvrdá a odolná proti opotřebení, vhodná pro řezné a tvářecí nástroje.
Titanové slitiny (Ti, Al, V) – lehké a pevné, využívají se v letectví, medicíně a kosmonautice.
Dural (Al, Cu, Mg) – pevný a lehký materiál používaný v automobilovém a leteckém průmyslu.
Závěr
Legování je klíčový proces v metalurgii, který umožňuje optimalizaci vlastností kovů podle jejich specifického využití. Díky přídavku legujících prvků mohou vznikat materiály s vylepšenou pevností, tvrdostí, odolností proti korozi nebo extrémním teplotám.
Tento proces má široké uplatnění v průmyslu – od stavebnictví přes strojírenství až po letectví a kosmonautiku. Přestože legování zvyšuje náklady na výrobu, přínosy ve formě lepší kvality a delší životnosti materiálu jsou zcela zásadní pro moderní průmyslové aplikace.