Челик — разлика између измена

57 бајтова додато ,  пре 5 година
Disambiguated: FeГвожђе, RuРутенијум, SiСилицијум, NiНикл, MgМагнезијум; Unlinked: Fe (2), Cr, Mg, Ni, Si
м (Разне исправке; козметичке измене)
(Disambiguated: FeГвожђе, RuРутенијум, SiСилицијум, NiНикл, MgМагнезијум; Unlinked: Fe (2), Cr, Mg, Ni, Si)
{{Челик}}
[[Датотека:The viaduct La Polvorilla, Salta Argentina.jpg|мини|десно|333п|Челични мост.]]
'''Челик''' ({{јез-тур|çelik}}) јесте нетастабилно кристализована [[Гвожђе|Fe]]-[[угљеник|C]] (Fe-Fe<sub>3</sub>C) [[легура]] са садржајем [[угљеник]]а мањим од 2,06%. Додавањем [[волфрам]]а, [[хром]]а, [[молибден]]а, [[ванадијум]]а, [[манган]]а, [[никл]]а, [[кобалт]]а и других [[метал]]а, појединачно или у комбинацијама, добијају се легирани челици за специјалне сврхе, изузетно механички, хемијски или топлотно постојани. Ако је масени удео легирајућих елемената већи од масеног удела [[гвожђа]], или се гвожђе налази само у траговима, онда не говоримо о [[челик]]у већ о новим типовима легура. Ту спадају: (1) [[негвожђане легуре]] ({{јез-енгл|Non-Ferrous Alloys}}) на бази -{[[Al]], [[Magnezijum|Mg]], [[Титанијум|Ti]]}-, и -{[[Цирконијум|Zr]]}-, (2) [[легуре тешко топивих метала]] ({{јез-енгл|Refractory Metal Alloys}}) на бази -{[[Molibden|Mo]], [[Волфрам|W]], [[Кобалт|Co]]}-, и -{[[Тантал|Ta]]}-, (3) [[платинске легуре]] на бази -{[[Платина|Pt]], [[Паладијум|Pd]], [[Rh]], [[Рутенијум|Ru]]}-, и -{[[Иридијум|Ir]]}-, (4) [[специјалне легуре]] ({{јез-енгл|Special Alloys}}) и (5) [[супер легуре]] ({{јез-енгл|Superalloys}}).
 
== Дефиниција ==
[[Датотека:Fe-Fe3C.png|мини|десно|333п|Слика 1. Матастабилни фазни дијаграм Fe-Fe<sub>3</sub>C (пуне линије). Фазне области стабилног фазног дијаграма Fe-C означене су испрекиданим линијама.]]
 
По класичној дефиницији челик је [[легура]] [[гвожђа]] (-{[[Fe]]}-) и [[угљеник]]а (-{[[Угљеник|C]]}-) која садржи мање од 2,11% (масених %) угљеника. Са становишта [[Хемија|хемије]] и [[Термодинамика|термодинамике]] челик је у ствари [[Метастабилно стање|метастабилна]] легура [[гвожђе|железа]] (-{[[Fe]]}-) и [[цементит]]а - карбида железа -{Fe<sub>3</sub>C}-. [[Фазни дијаграм]] који се користи као полазна основа при [[Производња челика|производњи]] и [[Прерада челика|преради]] [[челик]]а, није [[равнотежни фазни дијаграм]] -{Fe-C}-, већ његова метастабилна верзија Fe-Fe<sub>3</sub>C (види слику 1.). Занимљиво је нагласити да су многи корисни материјали, које екстензивно користимо, заправо метастабилни. [[Дијамант]] је, на пример, метастабилна [[Полиморфизам (хемија)|модификација]] угљеника док је [[Термодинамички стабилна модификација|термодинамички стабилна]] [[Полиморфизам (хемија)|алотропска модификација]] [[графит]].
 
Ако је масени удео угљеника између 2,11% и 4,3% онда говоримо о [[Легура|легури]] под именом [[Ливено гвожђе|Гвожђе]].
 
Легирајући елементи у челику се деле у принципу у две групе:
* алфагени елементи (стабилизују [[ферит (гвожђе)|ферит]]): [[Molibden|Mo]], [[Силицијум|Si]], [[Ванадијум|V]], [[Niobijum|Nb]], [[Титанијум|Ti]], [[Al]], [[Волфрам|W]], и
* гамагени елементи (стабилизују [[аустенит]]): [[Никл|Ni]], [[Mangan|Mn]], [[Угљеник|C]], [[Азот|N]], [[Cu]].
 
==== [[Алуминијум]] ([[Al]]) ====
Под утицајем [[неутрон]]ског [[Зрачење|зрачења]] ствара се интензивно [[изотоп]] <sup>60</sup>-{Co}-, због тога је [[Кобалт]] непожељан као легурајући елемент у матријалима који служе за израду нуклеарних реактора.
 
==== [[Хром]] ([[Cr]]) ====
* Т<sub>топљења</sub> = 1.920&nbsp;°C.
* Изражена тежња ка стварању [[карбид]]а.
Унутар челика Водоник се окупља у близини грешки у материјалу ([[Дислокација|дислокације]], [[неметални укључци]], ...) у атмосфере. У зависности од количине водоника у челику те накупине могу достићи такве размере да постану [[концетратор напрезања]] довољно велики да на њему крене раст [[Прскотина|прскотине]] која ће касније довести до [[лом (Бугарска)|лома]] матаријала.
 
==== [[Магнезијум]] ([[Mg]]) ====
* Т<sub>Топљења</sub> = 657&nbsp;°C
 
Тантал има веома висок степен апсорпције неутрона тако да за челике који се примењују за израду нуклеарних реактора долази у обзир само тантал-ниобијум-легура са врло ниским масеним уделом тантала.
 
==== [[Никл]] ([[Ni]]) ====
* Т<sub>Топљења</sub> = 1.453&nbsp;°C.
* Снажно шири γ-облст у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}-.
Ипак сумпор се додаје код [[Челици за аутомате|челика за аутомате]] у масеном уделу до максимално 0,3% у циљу побољшања способности машинске обраде резањем.
 
==== [[Силицијум]] ([[Si]]) ====
* Т<sub>Топљења</sub> = 1.414&nbsp;°C.
* Сужава снажно γ-област у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}- <=> Фаворизује стварање [[ферит (гвожђе)|ферита]].
== Алтернативни материјали ==
 
Постоји генерална тежња да се [[челик]] замени у већини места где се тренутно примењује, а разлог је његова велика специфична тежина. Тежња да се употребе метални материјали као што су [[Al]], [[Магнезијум|Mg]], [[Титанијум|Ti]] и њихове легуре или [[композитни материјали]] (већином на бази [[полимер ојачан угљеничним влакнима|угљеничних влакана]]) отежана је чињеницом да ни један (за сада) познати материјал нема тако идеалан однос ([[особине]]+[[фелксибилност]])/[[цена]] као челик. Ако је судити по тренутном стању на тржишту, сада и у ближој будућности, челик је (и биће) супериоран материјал за најширу употребу. Као пример проблема у замени челика другим материјалом може послужити производња [[Ауди|аудијевог]] модела [[А3]]. Већином од [[алуминијум]]а израђен А3 (се изузетком шасије и виталних делова [[Мотор|мотора]] који су направљени од челика), иако изузетан аутомобил, имао је у старту проблем. Био је изузетно скуп за своју класу. Али, то није све. Репаратура у саобраћају хаварисаних [[А2]] је неколико пута скупља од конвенционалне репаратуре од челика направљених аутомобила. Као последица свега А3, иако изузетан по својим особинама, се више не производи.
 
== Еколошки аспект ==