Отворите главни мени

Промене

1.520 бајтова додато ,  пре 4 године
м
Козметичке измене, правописне грешке и сл.
{{bez_inlajn_referenci}}
{{Челик}}
[[Датотека:The viaduct La Polvorilla, Salta Argentina.jpg|мини|десно|333п450п|Челични мост.]]
'''Челик''' ({{јез-тур|çelik}}) јестеје нетастабилнометастабилно 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]]учелику 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|333п350п|''Слика 1''. МатастабилниМетастабилни фазни дијаграм Fe-Fe<sub>3</sub>C (пуне линије).; Фазнефазне 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]]ачелика, није [[равнотежни фазни дијаграм]] -{Fe-C}-, већ његова метастабилна верзија Fe-Fe<sub>3</sub>C (види слику''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|Гвожђеливено гвожђе]]''.
 
== Особине ==
[[Датотека:Iron Bridge.JPG|мини|лево|333п310п|''Слика 2''. СпојМост естетике, елеганцијеу иУједињеном издржљивостиКраљевству ({{јез-енгл|The Iron Bridge, Ironbridge, UK}}),; саграђен од ливеног гвожђа [[1779]]. године.]]
 
[[Датотека:Paris_06_Eiffelturm_4828.jpg|мини|десно|333п|Слика 3. '''Ајфелова кула''' или [[Ајфелов торањ]] ({{јез-фр|la Tour Eiffel}}) - Спој естетике, елеганције и издржљивости, саграђена од „пудлованог“ челика [[1889]]. године.]]
 
Невероватан распон и флексибилност особина (уз помоћ [[Легирање|легирања]], [[Термичка обрада|термичке обраде]] и [[Пластична прерада|пластичне прераде]]) као и релативно ниска [[цена]] производње чине га и даље најраспрострањеније коришћеним металним материјалом.
 
[[Челик]], на пример, може бити врло [[Дуктилност|мек]] и као такав изузетно погодан за [[дубоко извлачење]] (прављење лименки, конзерви и тдсл.). Насупрот томе челик може бити врло [[Тврдоћа|тврд]] и [[Кртост|крт]], као на пример код [[Мартензитни челици|мартензитних челика]] који се користе за сечива. Пред модерну производњу челика постављају се врло високи захтеви, који најчешће укључују оптималну комбинацију особина, као што су [[затезна чврстоћа]] са једне и [[дуктилност]], односно [[деформабилитет]] са друге стране. Поред тога мора се стално водити рачуна о исплативости производње што је последица непрестане промене цена легирајућих елемената (на прнпр. [[Никлникл]]а).
 
[[Датотека:Paris_06_Eiffelturm_4828.jpg|мини|десно|290п|''Слика 3''. [[Ајфелов торањ]] ({{јез-фр|la Tour Eiffel}}), спој естетике, елеганције и издржљивости; саграђен од „пудлованог” челика [[1889]]. године]]
 
Најважнији легирајући елемент у челику је [[угљеник]]. Он се у челику налази у облику једињења под именом [[цементит]], Fe<sub>3</sub>C. Повишени масени удео угљеника чини челик чвршћим, али у исто време кртимкртијим материјалиом. У зависности од удела угљеника и температуре на којој се узорак челика налази, на фазном дијаграму се могу се уочити следећи [[Микроконституент|микроконституенти]]: [[Аустенитаустенит]], [[Ферит (гвожђе)|Феритферит]], Примарни-,примарни Секундарни-цементит, секундарни цементит, као и [[Микроконституент|микроструктуре]] (мешавине фаза): [[Перлитперлит]], и [[Ледебуритледебурит]]. Ако се челик нагло охлади, тако да се [[Дифузија|дифузиони процеси]] (на првом месту дифузија угљеника) не одвију до краја, онда се у структури челика појављују нове микроструктуре које су већином пресићене угљеником. Ако се убрзано хлађене одвија из аустенитне области могу се јавити финоламелиране микроструктуре [[Сорбитсорбит]] или [[Троситтросит]]), као и игличати/зрнасти [[Беинитбеинит]] или игличасти [http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2004/CMisc/scratch/scratch.html Мартензитмартензит].
 
[[Специфична тежина]] челика је скоро иста као специфична тежина чистог [[гвожђе|гвожђа]] и износи око 7.850 -{kg/m³}-.
== Како утицати на особине челика (легирање) ==
 
Особине челика као што су [[тврдоћа]], [[дуктилност]], [[затезна чврстоћа]].. и др. могу се креирати и контролисати у веома широком спектру, што челик чини основним металним конструкционим материјалом. Три основне методе, које се наравно могу међусобно комбиновати, у циљу постизања жељених особина челика, су:
* [[Легура|легирање]],
* [[термичка обрада]] ([[жарење]], [[каљење]], [[побољшање]], тзв. ''[[TempcoreТемпкор-метода]],'' итд.) и
* [[пластична прерада]] ([[ваљање]], [[извачење]], итд.).
 
=== Легирајући елементи и њихов утицај на особине челика ''(поређани по абецедном реду)'' ===
 
Легирајући елементи у челику се резликују по томе да ли стабилизују стварање [[Карбиди|карбида]], [[Аустенит|аустенита]] или [[ферит (гвожђе)|ферита]], односно са којим циљем су легирани. Сваки елемент даје челику одређени низ карактеристика спецфичних само њему. Постоје врсте челика где само карактеристична комбинација „супротстављено“„супротстављено” делијућихделујућих легирајућих елемената даје жељену микроструктуру. Легирање челика даје само основу за постизање жељених особина у току [[Термичка обрада|термичке обраде]] и [[Пластична прерада|пластичне прераде]].
 
Легирајући елементи у челику се деле у принципу у две групе:
* гамагени елементи (стабилизују [[аустенит]]): [[Никл|Ni]], [[Mangan|Mn]], [[Угљеник|C]], [[Азот|N]], [[Cu]].
 
==== [[Алуминијум]] ([[-{Al]]}-) ====
* Т-{''t''}-<sub>Топљењатопљења</sub> = 658660&nbsp;°-{C.}-
* Сужава снажно сужава γ-област у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}- <=>и Фаворизујефаворизује стварање [[ферит (гвожђе)|ферита]].
 
[[Алуминијум]] је најјаче и најчешће примењивано [[дозоксидативно средство]]. Поред тога алуминијум снажно утиче на концентрацију раствореног [[азот]]а у челику и као такав утиче на осетљивост легуре на [[процес старења]]. Већ у малим концетнрацијама фаворизује уситњавање зрна што касније значајно утиче на механичке особине. Како алуминијум заједно са азотом гради [[нитрид]]е високе трвдоће, веома је широко коришћен као легирајући елемент у челицима за нитрирање.
Алуминијум повећава ватросталност (ватроотпорност) челика и као такав је често коришћен код легирања феритских ватросталних челика. Кроз процес „алирања” (наношење алуминијума у површинском слоју), може чак и код високо угљеничних челика побољшати ватросталност.
 
Алуминијум повећава ватросталност (ватроотпорност) челика и као такав је често коришћен код легирања феритских ватросталних челика. Кроз процесу „алирања“ (наношење алуминијума у површинском слоју) може се чак и код високо угљенични челика побољшати ватросталност.
 
Због врло снажног утицаја на повећање [[Коерцитивна сила|коерцитивне силе]] алуминијум се користи у [[гвожђе]]-[[кобалт]]-алуминијум челику од кога се праве перманентни (стални) магнети.
 
==== [[Арсен]] ([[-{As]]}-) ====
* Т-{''t''}-<sub>Топљењатопљења</sub> = 817&nbsp;°-{C}- <small>''(под притиском).''</small>
* Сужавасужава γ-област у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}-.
* Склоностсклоност ка стварању [[Сегрегација (челик)|сегрегација]] - Изузетно(изузетно штетна појава при [[Ливење челика|ливењу челика]].)
* Непожељаннепожељан легирајући елемент.
 
[[ДифизионоДифузионо жарење]], иначе једини начин уклањања сегрегација у челику, је још је теже у случају [[арсен]]а него што је то случај код, на пример,примера ради — [[фосфор]]а. Поред тога повећава [[кртост]] [[материјал]]а после [[Отпуштање челика|процеса отпуштања]], снижаваи драстично снижава [[Затезна чврстоћа|затезну чврстоћу]] и способност [[Заваривање|заваривања]].
 
==== [[Бор]] (-{B}-) ====
* Т-{''t''}-<sub>Топљењатопљења</sub> = 2.300&nbsp;°-{C}-
 
[[Бор (хемијски елемент)|Бор]] има врло изражен утицај на [[Апсорпција|апсорпцију]] [[Неутрон|неутрона]] што га чини веома погодним за легирање челика који се користи при изградњи нуклеарних реактора.
 
Аустенитни [[Нерђајући челици|18/8 CrNi-челици]] легирани бором у процесу [[Таложно ојачавање|таложног ојачавања]] постижу повећану [[Граница течења|границу течења]] и [[Затезна чврстоћа|затезну чвтстоћу]], с тим што истовремено слаби њихова [[Корозиона постојаност]]. Микроконституенти издвојени у процесу таложног ојачавања повећавају затезну чврстоћу високо ватросталних челика у подручју изузетно високих температура.
 
Код [[Челици негарантованог састава|челика негарантованог састава]] и код [[Угљенични челици|угљеничних челика]] бор као [[легирајући елемент]] побољшава [[прокаљивост]] а самим тим затезну чврстоћу.
 
[[Бор (хемијски елемент)|Бор]] има врло изражен утицај на [[Апсорпција|апсорпцију]] [[Неутрон|неутрона]] што га чини веома погодним за легирање челика који се користи при изградњи [[Нуклеарни реактор|нуклеарних реактора]].
Аустенитни [[Нерђајући челици|18/8 CrNi-челици]] легирани бором у процесу [[Таложно ојачавање|таложног ојачавања]] постижу повећану [[Граница течења|границу течења]] и [[Затезна чврстоћа|затезну чвтстоћу]], с тим што истовремено слаби њихова [[корозиона постојаност]]. Микроконституенти издвојени у процесу таложног ојачавања повећавају затезну чврстоћу високо ватросталних челика у подручју изузетно високих температура.
Код [[Челици негарантованог састава|челика негарантованог састава]] и код [[Угљенични челици|угљеничних челика]] бор као [[легирајући елемент]] побољшава [[прокаљивост]] а самим тим и затезну чврстоћу.
Бор као легирајући елемент генерално смањује способност [[Заваривање|заваривања]] челика.
 
==== [[Берилијум]] (-{Be}-) ====
* Т-{''t''}-<sub>Топљењатопљења</sub> = 1.280287&nbsp;°-{C.}-
* Снажноснажно шири γ-област у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}-.
 
[[Бакар]]-[[берилијум]]-легуре се користе за израду висококвалитетних [[опруга]] за [[часовник]]е, које не показују скоро никакву способност [[Магнетизација|магнетизације]], као и већу динамичку чврстоћу него одговарајуће опруге направљене од челика. [[Никл]]-берилијум-легуре су веома корозионо постојане и користе се за израду хирушких инструмената. У челику, поред тога што снажно шири γ-област у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}-, берилијум може онемогућити [[таложно ојачавање]] што у поменутом случају води паду затезне чврстоће. Поред тога поседује велики афинитет према [[кисеоник]]у (дезоксидирајуће својство) и према [[сумпор]]у.
 
==== [[Угљеник]] (-{C}-) ====
* Т-{''t''}-<sub>Топљењатопљења</sub> = 3.450500&nbsp;°-{C.}-
* Снажноснажно шири γ-област у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}-.
 
[[Угљеник]] је најважнији и најутицајнији легирајући елемент у челику. Поред угљеника сваки [[нелегирани челик]] садржи [[силицијум]], [[манган]], [[фосфор]] и [[сумпор]], чије је присуство последица самог процеса [[Производња челика|производње челика]]. Додавање других легирајућих елемената у циљу постизања одређених особина челика, као и долегирање силицијума и мангана води ка добијању [[Легирани челици|легираног челика]]. Са повећањем масеног удела угљеника расте [[затезна чврстоћа]] и [[тврдоћа]] челика, док се [[способност извлачења]], [[ковност]], [[заварљивост]] и [[машинска обрадљивост]] смањују.
 
Корозиона отпорност у односу на [[Вода|воду]], [[Киселина|киселине]] и вреле [[гас]]ове скоро и да не зависи од масеног удела угљеника.
 
==== [[Калцијум]] ([[Калцијум|-{Ca]]}-) ====
* Т-{''t''}-<sub>Топљењатопљења</sub> = 850842&nbsp;°-{C}-
 
Заједно са [[силицијум]]ом, у форми силико-калцијума употребљава се у процесу производње при дезоксидацији челика. У принципу, [[калцијум]] повећава ватросталност.
 
==== [[Церијум|Цер]] ([[Церијум|-{Ce]]}-) ====
* Т-{''t''}-<sub>Топљењатопљења</sub> = 775795&nbsp;°-{C}-
 
Сам, али најчешће у комбинацији са [[лантан]]ом, [[неодијум]]ом, [[празеодијум]]ом и осталим елементима који припадају групи [[метал]]а [[ретке земље]], делује као снажан дезоксиданс. Због свог изузетно великог активитета према [[кисеоник]]у и [[сумпор]]у служи као средство за постизање високе чистоће челика.
Код [[Високолегирани челици|високолегираних челика]] побољшава способност обраде на повишеним темпаратурама док код [[Ватростални челици|ватросталних челика]] потпомаже [[ватросталност]].
[[Гвожђе]]-[[церијум]]-легура са око 70% цера назива се [[пирофор]] (вештачки кремен).
Додаје се и као легирајући елемент у [[Нодуларни лив|нодуларном ливу]].
 
==== [[Кобалт]] (-{Co}-) ====
Побољшава код [[Високолегирани челици|високолегираних челика]] способност обраде на повишеним темпаратурама док код [[Ватростални челици|ватросталних челика]] потпомаже [[ватросталност]].
* -{''t''}-<sub>топљења</sub> = 1.495&nbsp;°-{C}-
* не ставра [[карбид]]е и Фаворизује издвајање графита
 
Отежава раст зрна, побољшава отпорност у односу на [[кртост]] при процесу отпуштања, као и [[Затезна чврстоћа|затезну чврстоћу]] на повишеним темпаратурама. Због тога се користи као легирајући елемент код брзорезних челика и алатних челика за рад у топлом, као и за производњу других ватросталних и високо ватросталних легура.
[[Гвожђе]]-[[Церијум|цер]]-легура са око 70% цера назива се [[пирофор]] (вештачки кремен).
Повећава [[Реманенција|реманенцију]], [[Коерцитивна сила|коерцитивну силу]] и [[Топлотна проводност|топлотну проводност]], а зато се често примењује као основни легирајући елемент за висококвалитетене [[Стални магнет|сталне магнете]] (челичне или од других легура).
Под утицајем [[неутрон]]ског [[Зрачење|зрачења]] интензивно се ствара [[изотоп]] <sup>60</sup>-{Co}-, због чега је [[кобалт]] непожељан као легурајући елемент у матријалима који служе за израду нуклеарних реактора.
 
==== [[Хром]] (-{Cr}-) ====
Додаје се и као легирајући елемент у [[Нодуларни лив|нодуларном ливу]]
* -{''t''}-<sub>топљења</sub> = 1.907&nbsp;°-{C}-
 
* изражена тежња ка стварању [[карбид]]а
==== [[Кобалт]] (Co) ====
* снажно сужава γ-област, а шири α-област у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}-
* Т<sub>Топљења</sub> = 1.492&nbsp;°C
* Не ставра [[карбид]]е <=> Фаворизује издвајање графита.
 
Орежава раст зрна, побољшава отпорност у односу на [[кртост]] при процесу отпуштања као и [[Затезна чврстоћа|затезну чврстоћу]] на повишеним темпаратурама. Због тога се користи као легирајући елемент код брзорезних челика и алатних челика за рад у топлом, као и за производњу других ватросталних и високо ватросталних легура.
 
Повећава [[Реманенција|реманенцију]], [[Коерцитивна сила|коерцитивну силу]] и [[Топлотна проводност|топлотну проводност]], зато се често примењује као основни легирајући елемент за висококвалитетене [[Стални магнет|сталне магнете]] (челичне или од других легура).
 
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.
* Снажно сужава γ- а шири α-област у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}-.
 
[[Хром]] као легирајући елемент даје челику способност [[Каљење|каљења]] у уљу, односно на ваздуху, преко утицаја на [[Критична брзина каљења|критичну брзину каљења]], што повећава [[прокаљивост]] челика и способност [[Побољшање (челик)|побољшања]]. Склоност ка кртом лому се смањује додатком хрома, мада је утицах на способност извлачења релативно слаб. [[Способност заваривања]] ([[заварљивост]]) расте са повећањем масеног удела хрома у легури. [[Затезна чврстоћа]] челика расте 80-100 -{N/mm}-<sup>2</sup> по масеном проценту хрома.
 
Хром има изузетну склоност ка стварању [[Карбиди Хрома|карбида]] који даље позитивно утичу на [[Механичке особине|механичке карактеристика]] челика (на пр. отпорност на хабање), али негативно утиче на корозиону постојаност.
 
Иако снажно сужава γ-а шири α-област у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}-, хром стабилизује [[аустенит]] (γ-област) у хром-[[манган]]-, односно хром-[[никл]]-[[Нерђајући челици|нерђајућим челицима]].
 
[[Хром]] као легирајући елемент даје челику способност [[Каљење|каљења]] у уљу, односно на ваздуху, преко утицаја на [[Критична брзина каљења|критичну брзину каљења]], што повећава [[прокаљивост]] челика и способност [[Побољшање (челик)|побољшања]]. Склоност ка кртом лому се смањује додатком хрома, мада је утицај на способност извлачења релативно слаб. [[Способност заваривања]] ([[заварљивост]]) расте са повећањем масеног удела хрома у легури. [[Затезна чврстоћа]] челика расте од 80 -{N/mm²}- до 100 -{N/mm²}- по масеном проценту хрома.
Хром има изузетну склоност ка стварању [[Карбиди Хрома|карбида]], који даље позитивно утичу на [[Механичке особине|механичке карактеристика]] челика (нпр. отпорност на хабање), али негативно утиче на корозиону постојаност.
Иако снажно сужава γ-област, а шири α-област у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}-, хром стабилизује [[аустенит]] (γ-област) у хром-[[манган]]-, од. хром-[[никл]]-[[Нерђајући челици|нерђајућим челицима]].
Хром као легирајући елемент снижава [[Топлотна проводност|топлотну]] и [[Електрична проводност|електричну проводност]] челика.
Ако имамо висок садржај [[угљеник]]а у челику и истовремено садржај хрома до 3% (масена %) повећавају се истовремено [[реманенција]] и [[коерцитивна сила]].
Код [[нерђајући челици|нерђајућих челика]] садржај хрома преко 12% даје материјалу позитивни електрохемијски потенцијал, материјал постаје „племенитији”, што га чини отпорним на деловање електролита, а истовремено се ствара површински слој -{[[Хром|Cr]]}--оксида, који додатно штити материјал од корозивне средине.
 
==== [[Бакар]] (-{Cu}-) ====
Ако имамо виско садржај [[угљеник]]а у челику и истивремено садржај хрома до 3% (масена %) повећавају се истовремено [[реманенција]], [[коерцитивна сила]].
* -{''t''}-<sub>топљења</sub> = 1.085&nbsp;°-{C}-
 
* непожељан (штетан) легирајући елемент
Код [[нерђајући челици|нерђајућих челика]] садржај хрома преко 12% даје материјалу позитивни електрохемијски потенцијал, материјал постаје „племенитији“, што га чини отпорним на деловање електролита, а истовремено се ствара површински слој [[Хром|Cr]]-оксида, који додатно штити материјал од корозивне средине.
 
==== [[Бакар]] ([[Cu]]) ====
* Т<sub>Топљења</sub> = 1.083&nbsp;°C.
* Непожељан (штетан) легирајући елемент.
 
Бакар се врло ретко циљно легира (само код неких посебних врста челика), иначе је у принципу врло непожељан у челику. Посебан проблем представља у [[Челичана|челичанама]] које производе челик у [[Електролучне пећи|електролучним пећима]] где се његов удео у легури може врло тешко контролистаи, с обзиром да метални отпад има врло широк спектар удела [[Бакар|бакра]]. Када је у питању „[[старо гвожђе]]“, што је често синоним за челични отпад, у [[Европска унија|Европској унији]] постоје 9 класа челичног отпада подељених према „чистоћи“ челика. Због високе цене челика који припадају вишим класама чистоће, челичане су приморане да праве тзв. „челични мени“ састављеног од оптималне комбинације челичног отпада и оптималне цене тоне челика.
 
Штетно дејство бакра испољава се нарочито при високим температурама. Најштетније дејство бакра испољава се током платичне пререде челика на повиченим темпаратурама ([[ковање]], [[ваљање]], [[извлачење]] ...), и последица је издвајања бакра по границама зрна. Издвајање бакра по границама зрна повећава површинску осетљивост материјала у току свих врста пластичне прераде наповишеним темпаратурама.
 
[[Граница течења]] и однос граница течења/[[затезна чврстоћа]] се побољшавају са порастом масеног удела бакра у челику. Масени удео преко 0,3% бакра воде повећању [[Тврдоћа|тврдоће]], односно повећане способности [[Каљење|каљења]].
 
Бакар се врло ретко циљно легира (само код неких посебних врста челика); иначе је у принципу врло непожељан у челику. Посебан проблем представља у [[Челичана|челичанама]] које производе челик у [[Електролучне пећи|електролучним пећима]] где се његов удео у легури може врло тешко контролистаи, с обзиром на то да метални отпад има врло широк спектар удела [[Бакар|бакра]]. Када је у питању „[[старо гвожђе]]”, што је често синоним за челични отпад, у [[Европска унија|Европској унији]] постоји 9 класа челичног отпада подељених према „чистоћи” челика. Због високе цене челика који припадају вишим класама чистоће, челичане су приморане да праве тзв. „челични мени” састављен од оптималне комбинације челичног отпада и оптималне цене тоне челика.
Штетно дејство бакра испољава се нарочито при високим температурама. Најштетније дејство бакра испољава се током пластичне прераде челика на повишеним темпаратурама ([[ковање]], [[ваљање]], [[извлачење]] и сл.), и последица је издвајања бакра по границама зрна. Издвајање бакра по границама зрна повећава површинску осетљивост материјала у току свих врста пластичне прераде на повишеним темпаратурама.
[[Граница течења]] и однос граница течења / [[затезна чврстоћа]] побољшавају се са порастом масеног удела бакра у челику. Масени удео преко 0,3% бакра води повећању [[Тврдоћа|тврдоће]], односно повећане способности [[Каљење|каљења]].
Утицај на способност заваривања није примећен.
 
Код [[Нелегирани челици|нелегираних]] и [[Ниско легирани челици|ниско легираних челика]] [[бакар]] повећава њихову отпорност на штетене [[Zemljina atmosfera|атмосферке]] утицаје. Код [[Високо легирани челици|високо легираних челика]] масени удео бакра изнад 1% повећава њихову отпорност на дејство киселина (поготово [[Хлороводонична киселина|хлороводоничне]] и [[Сумпорна киселина|сумпорне]] [[Киселина|киселине]]).
 
==== [[Водоник]] (-{H}-) ====
* Т-{''t''}-<sub>Топљењатопљења</sub> = -262−259&nbsp;°-{C.}-
* Непожељаннепожељан (штетан) легирајући елемент.
 
[[Водоник]] изазива повећање [[Кртост|кртости]] и смањење способности [[извлачења челика]], а да притом не побољшава вредност [[Граница течења|границе течења]] и [[Затезна чврстића|затезне чврстоће]]. Код већине легирајућих елемената, нпр. способност [[Извлачење|извлачења]] и [[затезна чврстоћа]] су обрнуто корелирани.
Водоник је — поред осталог — „кривац” за такозвани „плави лом” челичног материјала.
Унутар челика водоник се окупља у близини грешака у материјалу ([[дислокација]], [[неметални укључци]] и сл.). У зависности од количине водоника у челику, те накупине могу достићи такве размере да постану [[концетратор напрезања]] довољно велик да на њему крене раст [[Прскотина|прскотине]], која ће касније довести до [[прелом|лома]] материјала.
 
==== [[Магнезијум]] (-{Mg}-) ====
Водоник је поред осталог „кривац“ за такозвани „плави лом“ челичног матријала.
* -{''t''}-<sub>топљења</sub> = 650&nbsp;°-{C}-
 
[[Магнезијум]] се користи као [[дезоксиданс]] и као средство за уклањање нежељеног [[сумпор]]а из челика. Као легирајући елемент у добијању легуре [[Гвожђе|гвожђа]] поспешује стварање глобуларног (сферног) [[графит]]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 [[прелом|лома]] материјала.
 
==== [[МагнезијумМанган]] (Mg-{Mn}-) ====
* Т-{''t''}-<sub>Топљењатопљења</sub> = 6571.246&nbsp;°-{C}-
* снажно шири γ-област у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}-
 
[[Манган]] у челику на првом месту служи као дезоксидационо средство. Као средство за редуковање количине слободног [[сумпор]]а, манган делује тако што ствара [[манган сулфид]] (-{MnS}-), али и штетни [[гвожђе сулфид]] (-{FeS}-). Дуго је времена проблем стварања гвожђе сулфида (што узрокује такозвану појаву „лома у црвеном” (црвени лом)) био нерешив. Проблем је био у томе што [[гвожђе сулфид]] има веома ниску тачку топљења, тако да остаје у течној фази при очвршћавању челика. То доводи до тога да као последња течна фаза гвожђе сулфид очврсне по границама зрна. Како је гвожђе сулфид врло крт то доводи до лома материјала већ при пластичној преради у области темпаратура црвеног усијања. Одатле води назив — „црвени лом” или „лом у црвеном”. Супротно [[гвожђе сулфид]]у, манган сулфид је тешко топиво једињење, тако да се у виду неметалних укључака издваха унутар зрна, што повољно утиче на механичке особине материјала. Та особина је посебно веома корисна код [[Челици за аутомате|челика за аутомате]], који иначе имају повећан садржај сумпора. Повећан садржај сумпора код челика за аутомате користан је са аспекта побољшања способности машинске обраде материјала.
[[Магнезијум]] се користи као [[дезоксиданс]] а као средство за уклањање нежељеног [[сумпор]]а из челика. Као легирајући елемент у добијању легуре [[Гвожђе|гвожђа]] поспешује стварање глобуларног (сферног) [[графит]]а.
Манган снажно снижава [[Критична брзина хлађења|критичну брзину хлађења]] што повећава способност [[Каљење|каљења]] челика. [[Граница течења]] и [[затезна чврстоћа]] се повећавају са повишењем масеног удела мангана. Манган такође повољно утиче на [[ковност]], [[способност заваривања]] као и повећање дубине [[Прокаљивост|прокаљивости]].
Масени удели преко 4% воде — при споријем хлађењу — стварању крте [[Мартензит|мартензитне]] структуре, тако да се та област легирања избегава. Челици са преко 12% масених удела мангана остају [[аустенит]]ни и при истовремено високом садржају угљеника, јер манган снажно делује на ширење γ-области у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}-. Такви челици се могу деформационо пластично површински ојачати уз истовремено очување дуктилне централне зоне профила, што ову сорту челика чини изузетно отпорном на [[хабање]]. Такав распоред, мека ([[Дуктилност|дуктилна]]) централна зона и тврд површински слој, дају овом материјалу изузетне експлоатационе [[механичке особине]]. Челици са преко 18% масених удела мангана остају чак и после релативно високог степена пластичне деформације немагнетични. Ова сорта челика се често под називом [[специјални челици]] користи за израду одговорних делова који раде у условима ниских темпаратура.
Манган повећава [[топлотни коефицијент ширења]], а притом смањује [[Топлотна проводност|топлотну]] и [[Електрична проводност|електричну]] проводност челика.
 
==== [[МанганМолибден]] ([[Mangan|Mn]]-{Mo}-) ====
* Т-{''t''}-<sub>Топљењатопљења</sub> = 12.221623&nbsp;°-{C.}-
* изражена тежња ка стварању [[карбид]]а
* Снажно шири γ-облст у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}-.
* снажно сужава γ-област у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}-
 
[[Молибден]] се већином легира у комбинацији са другим легирајућим елементима. Молибден снажно снижава [[Критична брзина хлађења|критичну брзину хлађења]], што повећава способност [[Каљење|каљења]] челика. У комбинацији са [[хром]]ом [[никл]]ом и [[манган]]ом, молибден смањује склоност ка [[Кртост|кртости]] после [[Отпуштање (челик)|отпуштања]], поспешује стварање финијег (ситнијег) зрна, позитивно делује на [[способност заваривања]]. [[Граница течења]] и [[затезна чврстоћа]] се повећавају са повишењем масеног удела молибдена.
[[Манган]] у челику на првом месту служи као дезоксидационао средство. Као средство за редуковање количине слободног [[сумпор]]а манган делује тако што ствара [[мангансуклфид]] (-{MnS}-) стварање штетног [[Гвожђе-сулфид|гвожђе-сулфида]] (-{FeS}-). Дуго је времена проблем стварања гвожђе-сулфида што узрокује такозвану појаву лома у црвеном (или црвени лом) био нерешив. Проблем је био у томе што [[гвожђе-сулфид]] има веома ниску тачку топљења тако да остаје у течној фази при очвршћавању челика. То доводи до тога да као последња течна фаза гвожђе-сулфид очврсне по границама зрна. Како је гвожђе-сулфид врло крт то доводи до лома материјала већ при пластичној преради у области темпаратура црвеног усијања. Одатле води назив - „црвени лом“ или лом у црвеном. Супротно [[гвожђе-сулфид]]у, мангансуклфид је тешко топиво једињење, тако да се у виду неметалних укључака издваха унутар зрна, што повољно утиче на механичке особине материјала. Та особина је посебно веома корисна код [[Челици за аутомате|челика за аутомате]] који иначе имају повећан садржај сумпора. Повећан садржај сумпора код челика за аутомате користан је са аспекта побољшања способности машинске обраде материјала.
При већим масеним уделима молибдена долази до смањења способности машинске обраде. Због изражене тежње ка стварању карбида, побољшава особине [[Брзорезни алатни челици|брзорезних алатних челика]]. Примењен код високолегираних челика легираних хромом или код хром-никл-[[аустенит]]них челика (молибден помаже даљем повећању [[Корозија|корозионе]] постојаности).
Додатак молибдена као легирајућег елемента негативно делује на [[ватросталност]] челика.
 
==== [[Азот]] (-{N}-) ====
Манган снажно снижава [[Критична брзина хлађења|критичну брзину хлађења]] што повећава способност [[Каљење|каљења]] челика. [[Граница течења]] и [[затезна чврстоћа]] се повећавају са повишењем масеног удела мангана. Манган такође повољно утиче на [[ковност]], [[способност заваривања]] као у повећање дубуне [[Прокаљивост|прокаљивости]].
* -{''t''}-<sub>топљења</sub> = −210&nbsp;°-{C}-
* снажно шири γ-област у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}-
 
У зависности од врсте и намене челика [[азот]] се може посматрати и као штетан и као користан [[легирајући елемент]]. Штетне су појаве таложења које воде до снижења способности извлачења, а у процесу [[Старење (легуре)|старења]] изазивају такозвани „лом у плавом” (при преради у области температура плавог усијања — од 300&nbsp;°C до 350&nbsp;°C), ако не и могућност појаве [[Интеркристална напонска корозија|интеркристалне напонске корозије]] код [[нелегирани челици|нелегираних]] или [[Нисколегирани челици|нисколегираних]] челика.
Масени удели преко 4% воде, при споријем хлађењу, стварању крте [[Мартензит|мартензитне]] структуре тако да се та област легирања избегава. Челици са преко 12% масених удела мангана остају [[аустенит]]ни и при истовремено високом садржају угљеника, јер Манган снажно делује на ширење γ-области у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}-. Такви челици се могу на пр. деформационо платично повзшински ојачати уз истовремено очување дуктилне централне зоне профила, што ову сорту челика чини изузетно отпорну на [[хабање]]. Такав распоред, мека ([[Дуктилност|дуктилна]]) централна зона и тврд површински слој, дају овом материјалу изузетне експлоатационе [[механичке особине]]. Челици са преко 18% масених удела мангана остају чак и после релативно високог степена пластичне деформације немагнетични. Ова сорта челика се често под називом [[специјални челици]] користи за израду одговорних делова који раде у условима ниских темпаратура.
Као легирајући елемент азот проширује γ-област и стабилизује [[аустенит]]ну структуру, повећава [[Граница течења|границу течења]] код аустенитних челика, а посебно [[Затезна чвтстоћа|затезну чврстоћу]] као и остале механичке особине на повишеним температурама.
У процесу [[Нитрирање|нитрирања]] азот се може нанети у танком површинском слоју, чиме се добија веома [[Чврстоћа|чврст]] и [[Тврдоћа|тврд]] површински слој, док унутрашњост остаје оригинално мека и [[Жилавост|жилава]], чиме се постижу оптималне карактеристике за делове који су изложени снажном динамичком оптерћењу.
 
==== [[Ниобијум]] (-{Nb}-) и [[тантал]] (-{Ta}-) ====
Манагн повећава [[топлотни коефицијент ширења]], а притом смањује [[Топлотна проводност|топлотну]] и [[Електрична проводност|електричну]] проводност челика.
* -{''t''}-<sub>топљења (Nb)</sub> = 2.477&nbsp;°-{C}-, -{''t''}-<sub>топљења (Ta)</sub> = 3.017&nbsp;°-{C}-
* изражена тежња ка стварању [[карбид]]а
* снажно сужавају γ-област у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}- и Фаворизују стварање [[ферит (гвожђе)|ферита]]
 
Због тога што у природи обично иду заједно и уз то се веома тешко раздвајају, ова два елемента се примењују у легирању челика као легура [[ниобијум]]а и [[тантал]]а. Због особине да повећавају [[ватросталност]] као и отпорност на [[пузање]] веома често се користе као легирајући елементи за челике који раде у условима високог [[Притисак|притиска]] и високе [[Темпертура|температуре]].
==== [[Молибден]] ([[Molibden|Mo]]) ====
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 веома ниским масеним уделом тантала.
* Т<sub>Топљења</sub> = 2.622&nbsp;°C.
* Изражена тежња ка стварању [[карбид]]а.
* Снажно сужава γ-област у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}-.
 
==== [[Никл]] (-{Ni}-) ====
[[Молибден]] се већином легира у комбинацији са другим легирајућим елементима. Молибден снажно снижава [[Критична брзина хлађења|критичну брзину хлађења]] што повећава способност [[Каљење|каљења]] челика. У комбинацији са [[хром]]ом [[никл]]ом и [[манган]]ом, молибден смањује склоност ка [[Ктрост|кртости]] после [[Отпуштање (челик)|отпуштања]], поспешује стварање финијег (ситнијег) зрна, позитивно делује на [[способност заваривања]]. [[Граница течења]] и [[затезна чвтстоћа]] се повећавају пс повишењем масеног удела мангана. Граница течења и [[затезна чврстоћа]] се повећавају са повишењем масеног удела молибдена.
* -{''t''}-<sub>топљења</sub> = 1.455&nbsp;°-{C}-
* снажно шири γ-област у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}-
 
Никл повећава [[Граница течења|границу течења]] и смањује [[кртост]] код [[Челици негарантованог састава|челика негарантованог састава]]. У циљу повећања [[Жилавост|жилавости]], [[никл]] се додаје као легирајући елемент код [[Челици за цементацију|челика за цементацију]] и [[Челици за побољшање|челика за побољшање]].
При већим масеним уделима молибдена долази до смањења способности машинске обраде. Због изражене тежње ка стварању карбида побољшава особине [[Брзорезујући алатни челици|брзорежућих алатних челика]]. Примењен код високолегираних челика легирених хромом или код хром-никл-[[аустенит]]них челика, молибден помаже даљем повећању [[Корозија|корозионе]] постојаности.
Због тога што снажно шири γ-област у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}-, никл служи као стабилизатор аустенитне структуре код [[Нерђајући челици|нерђајућих хром-никл-челика]].
Легура [[гвожђе|гвожђа]] и никла са 36% масеног удела никла, под комерцијалним називом -{''[[Invar]]''}-, поседује најмањи [[коефицијент термичког ширења]] и — као таква — незаменљив је матријал у изради многих мерних инструментата.
 
==== [[Кисеоник]] (-{O}-) ====
Додатак молибдена као легирајућег елемента негативно делује на [[ватросталност]] челика.
* -{''t''}-<sub>топљења</sub> = −219&nbsp;°-{C}-
 
* непожељан легирајући елемент
==== [[Азот]] (N) ====
* Т<sub>Топљења</sub> = -210&nbsp;°C.
* Снажно шири γ-облст у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}-.
 
У зависности од врсте и намене челика [[азот]] се може посматрати и као штетен и као користан [[легирајући елемент]]. Штетна су појаве таложења које доводе до снижења способности извалчења а у процесу [[Старење (легуре)|старења]] изазивају такозвани -{лом у плавом}- (при пререди у области температура плавог усијања - 300 до 350&nbsp;°C), ако и могућност појаве [[Интеркристална напонска кокозија|интеркристалне напонске корозије]] код [[нелегирани челици|нелегираних]] или [[Нисколегирани челици|нисколегираних]] челика.
 
Као легирајући елемент азот проширује γ-област и стабилизује [[аустенит]]ну структуру, повећава код аустенитних челика [[Граница течења|границу течења]], а посебно [[Затезна чвтстоћа|затезну чврстоћу]] као и остале механичке особине на повишеним температурама.
 
У процесу [[Нитрирање|нитрирања]] Азот се може нанети у танком површинском слоју, чиме се добија врло [[Чврстоћа|чврст]] и [[Тврдоћа|тврд]] површински слој, док унутрашњост остаје оригинално мека и [[Жилавост|жилава]], чиме се постижу оптималне карактеристике на пример за делове који су изложени снажном динамичком оптерћењу.
 
Кисеоник погоршава техничко-механичке особине челика, као што су жилавост и способност старења. Као и сумпор, кисеоник доводи до „лома у црвеном” (лом у области темпаратура црвеног усијања).
==== [[Ниобијум]] и [[Тантал]] ([[Niobijum|Nb]]-Ta) ====
* Т<sup>Nb</sup><sub>Топљења</sub> = 1.960&nbsp;°C, Т<sup>Ta</sup><sub>Топљења</sub> = 3.030&nbsp;°C
* Изражена тежња ка стварању [[карбид]]а.
* Снажно сужавају γ-област у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}- <=> Фаворизују стварање [[ферит (гвожђе)|ферита]].
 
==== [[Фосфор]] (-{P}-) ====
Због тога што у природи обично иду заједно и уз то се веома тешко раздвајају, ова два елемента се примењују у легирању челика ако легура [[ниобијум]]а и [[тантал]]а. Због особине да повећавају [[ватросталност]] као и отпорност на [[пузање]] врло често се користе као легирајући елементи за челике који раде у условима високог [[Притисак|притиска]] и високе [[Темпертура|температуре]].
* -{''t''}-<sub>топљења</sub> = 44&nbsp;°-{C}-
* непожељан (штетан) легирајући елемент изузетно снажног легирајућег утицаја
* снажно сужава γ-област у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}-
 
Постоји само једна сорта челика код које је дозвољен релативно висок садржај [[фосфор]]а. То су [[челици за аутомате]]. Фосфор исказује јаку тенденцију посебно ка [[Примарна сегрегација|примарној сегрегацији]], чије се штетно присуство услед релативно никог коефицијента дифузије фосфора — како у [[аустенит]]у тако и у [[ферит (гвожђе)|фериту]] — веома тешко уклања. [[Сегрегација (челик)|Сегрегације]] делују као слаба места у структури материјала на којима по правилу креће пропагација [[Прскотина|прскотине]], што за последицу има лом материјала. Пошто је скоро немогуће спречити сегрегацију фосфора односно поспешити његову равномерну расподелу унутар чврстог раствора, као једино решење остаје максимално смањење масеног удела (од 0,03% до 0,05%).
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.
Фосфор већ у малим количинама повећава осетљивост на појаву кртости материјала приликом отпуштања. Тај утицај се повећава са повећањем масеног удела [[угљеник]]а. Такође расте температура [[Каљење|каљења]], величина зрна, као и смањење способности пластичне деформације. Последица свега тога може да буде „лом у хладном”, као последица пораста [[Кртост|кртости]] материјала.
У нисколегираним [[Челици негарантованог квалитета|челицима негарантованог квалитета]] који имају масени удео угљеника око 0,1%, повећан садржај фосфора повећава [[Корозија|корозиону постојаност]] у односу на [[Земљина атмосфера|атмосферске]] утицаје. Сличан утицај има још један тзв. непожељни легирајући елемент — [[бакар]].
Додатак фосфора код аустенитних челика (-{CrNi}--челици) — поред утицаја на процесе таложног ојачавања — може повећати и [[Граница течења|границу течења]].
 
==== [[НиклОлово]] (Ni-{Pb}-) ====
* Т-{''t''}-<sub>Топљењатопљења</sub> = 1.453327&nbsp;°-{C.}-
* Снажно шири γ-облст у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}-.
 
[[Олово]] у принципу није истински легирајући елемент у челику, јер његов утицај на механичке особине скоро и да не постоји. Додаје се у количини између 0,2 и 0,5 масених процената, у циљу побољшања способности машинске обраде. Једна од примена олова је у изради лежајева, где долази до изражаја низак [[коефицијент трења]] (фрикције) олова.
Повећава [[Граница течења|границу течења]] и смањује [[кртост]] код [[Челици негарантованог састава|челика негарантованог састава]]. У циљу повећања [[Жилавост|жилавости]] [[никл]] се додаје као легирајући елемент у [[Челици за цементацију|челика за цементацију]] и [[Челици за побољшање|челике за побољшање]].
 
==== [[Сумпор]] (-{S}-) ====
Због снажно шири γ-облсти у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}- никл служи као стабилизатор аустенитне структуре у [[Нерђајући челици|нерђајућим хром-никл-челицима]].
* -{''t''}-<sub>топљења</sub> = 115&nbsp;°-{C}-
* у принципу непожељан легирајући елемент веома снажног легирајућег дејства
 
[[Сумпор]] погоршава техничко-механичке особине челика, у првом реду [[Граница течења|границу течења]]. Засебно или у комбинацији са [[кисеоник]]ом (појачано дејство) доводи до „лома у црвеном” (лом у области темпаратура црвеног усијања).
Легура [[гвожђе|гвожђа]] и никла са 36% масених удела никла под комерцијалним називом „-{[[Invar]]}-“ поседује најмањи [[коефицијент термичког ширења]] и као таква незаменљив је матријал у изради многих мерних инструментата.
Сумпор се ипак додаје код [[Челици за аутомате|челика за аутомате]] у масеном уделу до максимално 0,3%, у циљу побољшања способности машинске обраде резањем.
 
==== [[Антимон]] ([[Антимон|-{Sb]]}-) ====
* Т-{''t''}-<sub>Топљењатопљења</sub> = 630631&nbsp;°-{C}-
* Сужавасужава γ-област у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}-.
* Склоностсклоност ка стварању [[Сегрегација (челик)|сегрегација]] - Изузетно(изузетно штетна појава при [[Ливење челика|ливењу челика]].)
* Непожељаннепожељан легирајући елемент.
 
Слично [[арсен]]у повећава [[кртост]] односно смањује [[жилавост]] [[материјал]]а.
 
==== [[ОловоСилицијум]] (Pb-{Si}-) ====
* Т-{''t''}-<sub>Топљењатопљења</sub> = 327,41.414&nbsp;°-{C}-
* снажно сужава γ-област у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}- и Фаворизује стварање [[ферит (гвожђе)|ферита]]
 
[[Силицијум]] је јако и веома често примењивано [[дезоксидативно средство]] у производњи челика. Као легирајући елемент силицијум повећава [[Чврстоћа|чврстоћу]], [[Граница еластичности|границу еластичности]] и отпорност на [[хабање]]. Способност да повећа границу еластичности доводи до веома честе примене силицијума као легирајућег елемента у производњи [[Челици за опруге|челика за опруге]].
[[Олово]] у принципу није истински легирајући елемент у челику, јер његов утицај на механичке особине скоро и да не постоји. Додаје се у количини између 0,2 и 0,5 масених процената у циљу побољшања способности обраде машинском обрадом. Једна од примена олова је у изради лежајева где долази до изражаја низак коефицијент фрикције олова.
Легиран у већим масеним уделима, силицијум води побољшању [[Ватросталност|ватросталности]] и отпорности на утицај [[киселина]]. Међутим висок садржај силицијума утиче на смањење [[Електрична проводност|електричне проводности]] и [[Коерцитивна сила|коерцитивне силе]].
 
==== [[ФосфорКалај]] (P-{Sn}-) ====
* Т-{''t''}-<sub>Топљењатопљења</sub> = 44232&nbsp;°-{C.}-
* Непожељан (штетан)непожељан легирајући елемент изузетновеома снажног легирајућег утицаја.дејства
* Снажно сужава γ-област у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}-.
 
==== [[Титанијум]] (-{Ti}-) ====
Постоји само једна сорта челика код које је дозвољен релативно висок садржај [[фосфор]]а. То су [[челици за аутомате]]. Фосфор исказује јаку тенденцију посебно ка [[Примарна сегрегација|примарној сегрегацији]], чије се штетно присуство услед релативно никог коефицијента дифузије фосфора, како у [[аустенит]]у тако и у [[ферит (гвожђе)|фериту]], веома је тешко уклања. [[Сегрегација (челик)|Сегрегације]] делују као слаба места у структури материјала на којима по правилу креће пропагација [[Прскотина|прскотине]], што за последицу има лом материјала. Пошто је скоро немогуће спречити [[Сегрегација (челик)|Сегрегацију]] фосфора, односно поспешити његову равномерну расподелу унутар чврстог раствора, остаје као једино решење максимално смањење масеног удела (од 0,03%-0,05%).
* -{''t''}-<sub>топљења</sub> = 1.668&nbsp;°-{C}-
* изражена тежња ка стварању [[карбид]]а
 
Као снажно [[дезоксидативно средство]] са изузетном тежњом ка ставрању карбида, [[титанијум]] се легира као стабилизатор у корозионо-резистентним челицима ([[нерђајући челици]]).
Фосфор већ у малим количинама повећава осетљивост на покаву кртости материјала приликом отпуштања. Тај утицај се повећава са повећањем масеног удела [[угљеник]]а. Такође расте температура [[Каљење|каљења]], величина зрна као и смањење способности пласичне деформације. Последица свега тога може да буде лом у хладном као последица пораста [[Кртост|кртости]] материјала.
 
==== [[Ванадијум]] (-{V}-) ====
У нисколегираним [[Челици негарантованог квалитета|челицима негарантованог квалитета]] који имају масени удео угљеника око 0,1%, повећан садржај фосфора повећава [[Корозија|корозиону постојаност]] у односу на [[Zemljina atmosfera|атмосферске]] утицаје. Сличан утицај има још један такозвани непожељни легирајући елемент, [[бакар]].
* -{''t''}-<sub>топљења</sub> = 1910&nbsp;°-{C}-
* изражена тежња ка стварању [[карбид]]а
 
Као и титан поседује изузетну тежњу ка ставрању карбида и [[нитрид]]а. [[Ванадијум]] снажно делује на везивање [[азот]]а у челику. Додатаком ванадијума постиже се фина „ситнозрна” [[микроструктура]], која за последицу има побољшање [[Механичке особине|механичких особина]] челичних [[одливак]]а. Додатак ванадијума позитивно делује на отпорност на [[хабање]] (зног присустава тврдих карбида), добре механичке особине у раду на повишеним темпаратурама, као и повољан утицај на процес [[Отпуштање (челик)|отпуштања]]. Ванадијум се због овога легира код [[Брзорезни алатни челици|брзорезних алатних челика]], [[Алатни челици за рад у топлом|алатних челика за рад у топлом]], као и код [[Алатни челици за рад на високим температурама|алатних челика за рад на високим температурама]]. Долегиран у [[Челици за опруге|челике за опруге]], ванадијум води повећању [[Граница еластичности|границе еластичности]].
Додатак фосфора може код аустенитних челика (-{CrNi}--челици) поред утицаја на процесе таложног ојачавања може повећати и [[Граница течења|границу течења]].
 
==== [[КисеоникВолфрам]] ([[O]]-{W}-) ====
* Т-{''t''}-<sub>Топљењатопљења</sub> = -218,73422&nbsp;°-{C.}-
* изражена тежња ка стварању [[карбид]]а
* Непожељан легирајући елемент.
 
[[Волфрам]] делује веома позитивно на [[Затезна чврстоћа|затезну чврстоћу]], [[Граница течења|границу течења]], као и на [[жилавост]] челика.
Кисеоник погоршава техно-механичке особине челика као што су жилавост способност старења. Као и сумпор кисеоник доводи до „лома у црвеном“ (лом у области темпаратура црвеног усијања).
Због тога што утиче на повећање [[Чврстоћа|чврстоће]] челика на повишеним темпаратурама — а уз то повећава и отпорност на [[хабање]] — волфрам се легира код [[Брзорезни алатни челици|брзорезних алатних челика]], као и код [[Алатни челици за рад у топлом|алатних челика за рад у топлом]].
 
==== [[СумпорЦирконијум]] (S-{Zr}-) ====
* Т-{''t''}-<sub>Топљењатопљења</sub> = 1181855&nbsp;°-{C .}-
* изражена тежња ка стварању [[карбид]]а
* У принципу непожељан легирајући елемент веома снажног легирајућег дејства.
* сужава γ-област у фазном дијаграму -{Fe-Fe<sub>3</sub>C}-
 
[[Цирконијум]] се понаша као снажно [[дезоксидативно средство|дезоксидативно]], [[денитрификационо средство|денитрификационо]] и [[десулфурационо средство]]. Код [[Челици за аутомате|челика за аутомате]], који иначе имају пожељно увећан садржај [[сумпор]]а, цирконијум делује позитивно на профил и састав исталожених [[сулфид]]а, што смањује опасност од појаве „лома у црвеном”.
[[Сумпор]] погоршава техно-механичке особине челика у првом реду [[Граница течења|границу течења]]. Засебно или комбинацији са [[кисеоник]]ом (појачано дејство) доводи до „[[Лом у црвеном|лома у црвеном]]“ (лом у области темпаратура црвеног усијања).
 
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]].
 
[[Силицијум]] је јако и врло често примењивано [[дозоксидативно средство]] у производњи челика. Као легирајући елемент силицијум повећава [[Чврстоћа|чврстоћу]], [[Граница еластичности|границу елестичности]] и отпорност на [[хабање]]. Способност да повећа [[Граница елестичности|границу елестичности]] доводи до врло честе примене силицијума као легирајућег елемента у производњи [[Челици за опруге|челика за опруге]].
 
Легиран у већим масеним уделима силицијум води побољшању [[Ватросталност|ватросталности]] и отпорности на утицај [[киселина]]. Међутим висок садржај силицијума утиче на смањење [[Електрична проводност|електричне проводности]] и [[Коерцитивна сила|коерцитивне силе]].
 
==== Титан ([[Титанијум|Ti]]) ====
* Т<sub>Топљења</sub> = 1.727&nbsp;°C.
* Изражена тежња ка стварању [[карбид]]а.
 
Као снажно [[дозоксидативно средство]] у изузетну тежњу ка ставрању карбида, [[Титанијум|титан]] се легира као стабилизатор у корорионо резистентним челицима ([[нерђајући челици]]).
 
==== [[Ванадијум]] (V) ====
* Т<sub>Топљења</sub> = 1726&nbsp;°C.
* Изражена тежња ка стварању [[карбид]]а.
 
Као и титан поседује изузетну тежњу ка ставрању карбида и [[нитрид]]а. [[Ванадијум]] снажно делује на везивање [[азот]]а у челику. Додатаком ванадијума постиже се фина ситнозрна [[микроструктура]] која за последицу има побољшање [[Механичке особине|механичких особина]] челичних [[одливак]]а. Додатак ванадијума позитивно делије на отпорност на [[хабање]] (зног присустава тврдих карбида), добре механичке особине у раду на повишеним темпаратурама, као и повољан утицај на процес [[Отпуштање (челик)|отпуштања]]. Због свега горе набројаног Ванадијум се легира код [[Брзорезни алатни челици|брзорезних алатних челика]], [[Алатни челици за рад у топлом|алатних челика за рад у топлом]] као и кио [[Алатни челици за рад на високим темпаратурама|алатних челика за рад на високим темпаратурама]]. Долегиран у [[Челици за опруге|челике за опруге]] Ванадијум води повећању [[Граница елестичности|границе еластичности]].
 
==== [[Волфрам]] (W) ====
* Т<sub>Топљења</sub> = 3380&nbsp;°C.
* Изражена тежња ка стварању [[карбид]]а.
 
[[Волфрам]] делује врло позитивно на [[Затезна чврстоћа|затезну чврстоћу]], [[Граница течена|границу течења]] као и на [[жилавост]] челика.
 
Због тога што утиче на повећање [[Чврстоћа|чврстоће]] челика на повишеним темпаратурама, а уз то повећава и отпорност на [[хабање]], Волфрам се легира код [[Брзорезни алатни челици|брзорезних алатних челика]] као и код [[Алатни челици за рад у топлом|алатних челика за рад у топлом]].
 
==== [[Калај]] ([[Калај|Sn]]) ====
* Т<sub>Топљења</sub> = 231,8&nbsp;°C.
* Непожељан легирајући елемент веома снажног легирајућег дејства.
 
==== [[Цирконијум]] ([[Цирконијум|Zr]]) ====
* Т<sub>Топљења</sub> = 1860&nbsp;°C.
* Изражена тежња ка стварању [[карбид]]а.
* Цужава γ-област у фазном дијаграму Fe-Fe<sub>3</sub>C.
 
[[Цирконијум]] се понаша као снажно [[дозоксидативно средство]], [[денитрификационо средство]] и [[десулфурационо средство]]. Код [[Челици за аутомате|челика за аутомате]], који иначе имају пожељно увећан садржај [[сумпор]]а, Цирконијум делује позитивно на профил и састав исталожених [[сулфид]]а што смањује опасност од појаве [[лом у црвеном|лома у црвеном]].
 
== Врсте челика ==
По -{DIN EN 10020}- постоје само две Главнеглавне класе челика (наш ЈУС је у ствариуствари срећом само био преведен ДИН):
* [[Квалитетниквалитетни челици]] ({{јез-енгл|Quality Steels (QS)}}) и
* [[Специјалниспецијални (племенити) челици]] ({{јез-енгл|Special Steels (SS)}}).
 
Данас је регистровано негде око 25002.500 различитих врста челика.
 
Даље дељење на подгрупе врши се према легурајућим елементима, микроструктури, илии механичким особинама.
 
=== Подела челика према садржају легирајућих елемената ===
Према садржају легирајућих елемената челици се деле на:
* [[Нелегирани челици|нелегиране челике]],
* [[Нисколегирани челици|нисколегиране челике]] и
* [[Високолегирани челици|високолегиране челике]].
 
==== Нелегирани челици ====
 
Нелегирани челици се деле на оне који су предвиђени за термичку обраду и оне који то нису.
 
==== Нисколегирани челици ====
 
Као нисколегирани челици третирају се они челици са укупним масеним уделом легирајућих елемената не мањим од 1%, али не већим од 5%. Ови челици посдујупоседују побољшане механичке особине у односу на нелегиране челике.
 
==== Високолегирани челици ====
 
Као високо легирани челик третира се челик који садржи више од 5% легирајућих елемената. Ови челици поседују изузетне особине у зависности која комбинација легирајућих елемената је примењена. Типичан пример је нерђајући челик, који своју оптпорност на корозију дугује у првом реду [[Хромхром]]у.
 
=== Подела челика према областима примене ===
[[Датотека:Steel_wire_rope.png|мини|десно|160п|Челик, материјал који задовољава екстремне критеријуме]]
[[Датотека:Palanquilla.jpg|мини|десно|200п|Континуирано ливење челика]]
[[Датотека:Palanquillas.JPG|мини|десно|200п|Топло ваљани челични профил]]
 
Према садржају легирајућих елемената челици се деле на:
[[Датотека:Steel_wire_rope.png|мини|десно|222п| Челик, материјал који задовољава екстремне критеријуме.]]
* [[Челици за аутомате|челике за аутомате]],
 
* [[Бетонски челици|бетонске челике]],
[[Датотека:Palanquilla.jpg|мини|десно|222п| Континуирано ливење челика.]]
* [[Челици за цементацију|челике за цементацију]],
 
* [[Челик за опруге|челике за опруге]],
[[Датотека:Palanquillas.JPG|мини|десно|222п| Топло ваљани челични профил.]]
* [[TRIP челици|-{TRIP}- челике]] ({{јез-енгл|<u>Tr</u>ansformation-<u>I</u>nduced <u>P</u>lasticity'' (TRIP) Steels}}),
* [[Челици за аутомате]]
* [[HSLA челици|-{HSLA}- челике]] ({{јез-енгл|<u>H</u>igh <u>S</u>trength <u>L</u>ow <u>A</u>lloy (HSLA) Steels}}),
* [[Бетонски челици]]
* [[Нерђајући челици|Нерђајуће челике]]
* [[Челици за цементацију]]
** [[Ферит (гвожђе)|феритни челици]] (минимално 10% Cr) и
* [[Челик за опруге]]
** [[Аустенит|аустенитни челици]] (Cr+Ni; немагнетични на собној температури),
* [[ТРИП челици]] ({{јез-енгл|TRIP Steels}}, [http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2005/TRIP.steels.html TRIP - transformation-induced plasticity])
* [[Челици за нитрирање|челике за нитрирање]],
* [[ХСЛА челици]] ({{јез-енгл|HSLA Steels - '''H'''igh '''S'''trength '''L'''ow '''A'''lloy steels}})
* [[Челици отпотни на утицај киселина|челике отпорне на утицај киселина]],
* [[Нерђајући челици]] - Постоји као [[Ферит (гвожђе)|Феритни]] (минимално 10% Cr) и [[Аустенит]]ни (Cr+Ni). Аустенитни челици су немагнетични на собној температури.
* [[Челици за нитрирањедубоко извлачење|челике за дубоко извлачење]],
* [[Челици отпотниза напобољшање|челике утицајза киселинапобољшање]],
* [[Алатни челици|алатне челике]]
* [[Челици за дубоко извачене]]
** [[брзорезни челици]],
* [[Челици за побољшање]]
* [[Челици за израду сечива|челике за израду сечива]]
* [[Алатни челици]]
** [[дамаскијски челик]] (познат као челик од кога су прављене [[Сабља|сабље]] Дамаскије, познате по својим изузетним својствима као што су флексибилност и чврстоћа; дамаскијски челик уствари није челик у правом смислу речи, већ композитни материјал састављен од више врста челика у процесу ковања) и др.
** [[Брзорезни челици]]
* [[Челици за израду сечива]]
** [[Дамаскијски челик]] - Познат као челик од кога су прављене [[Сабља|сабље]] Дамаскије познате по својим изузетном својствима као што је флексибилност и чврстоћа. Дамаскјски челик у ствари није челик у правом смислу речи већ композитни материјал састављен од више врста челика у процесу ковања.
 
== Производња челика ==
[[Датотека:Bas_fourneau.png|мини|десно|200п|[[Производња челика]] у средњем веку]]
 
''види:''{{Главни [[чланак|Производња челика]]}}
 
== Индустријски и историјски значај ==
[[Датотека:Bas_fourneau.png|мини|десно|222п| [[Производња челика]] у средњем веку.]]
 
Производња гвожђа почиње већ у 2. миленијуму пре Христа у некадашњем царству [[Хетити|Хетита]], док су први записи о производњи челика датирани у периоду почетка 1. миленијума пре Христа.
== Руде и њихова заступљеност у земљиној кори ==
 
Иако је у земљиној кори Железожелезо заступљено самсамо око 5%, састав и распрострањеност железних руда је такавтаква да не може да покрије тренутне потребе човечанства., Поготовуa поготово не након привредног„привредног бумабума” у Азији, чије су се последице почеле осећати у другој половини 2003. године.
 
== 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 проблем 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 А3наведеног, А3 — иако изузетан по својим особинама, се више се не производи.
 
== Еколошки аспект ==
 
Због своје изузетне погодности за рециклирање, челик је са становишта Екологије[[екологија|екологије]] скоро савршен материјал.
 
== Види још ==
* [[Еутектоид]]
* [[Мартензит]]
* [[Врсте челика]] - Опис, скраћенице и стандарди (JUSЈУС/DINДИН)
* [[Железо(II)-оксид]]
* [[Железо(III)-оксид]]
* [[Криза индустрије челика]]
* [[Индустрија челика]]
 
== Референце ==
{{reflist}}
 
== Литература ==
{{refbegin}}
* Љубомир Недељковић,. „Металургија''Металургија челика“,челика'' Скрипта,(скрипта). Технолошко-Металуршкиметалуршки Факултетфакултет у Београду,. 1985.
* Љубомир Недељковић,. „Металургија''Металургија специјалних челика“,челика'' Скрипта,(скрипта). Технолошко-Металуршкиметалуршки Факултетфакултет у Београду,. 1985.
* -{H. Schuman, H. Oettel,. "''Metallografie",''. WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA,. Weinheim,. 2005.}-
* -{''Stalschluessel-Taschenbuch,''. Verlag Stalschluessel Wegst GmbH,. Marbach,. 2001.}-
{{refend}}
 
== Спољашње везе ==
{{Други пројекти
| commons = Steel
| wikinews =
}}
* <small>{{en}}</small> [http://www.steeluniversity.org/ -{''Steeluniversity.org''}-]
== Спољашње везе ==
* <small>{{en}}</small> [http://www.worldsteel.org/ -{''Worldsteel.org''}-]
* [http://www.steeluniversity.org/content/html/eng/default.asp?catid=1&pageid=1016899460 steeluniversity.org Home Page]{{en}}
* <small>{{en}}</small> [http://www.wastedtalent.ca/comic/cooking-steel -{Cooking with Steel! (''wastedtalent.ca'')}-]
* [http://www.sv.vt.edu/classes/MSE2094_NoteBook/96ClassProj/examples/kimcon.html Fe-Fe<sub>3</sub>C phase diagram]{{en}}
* <small>{{en}}</small> [http://www.sv.vt.edu/classes/MSE2094_NoteBook/96ClassProj/examples/kimtttkimcon.html ТТТ diagram]-{Fe-Fe<sub>3</sub>C}- фазни дијаграм (-{en}''sv.vt.edu''}-)]
* <small>{{en}}</small> [http://www.sv.vt.edu/classes/MSE2094_NoteBook/96ClassProj/examples/kimttt.html -{ТТТ}- дијаграм (-{''sv.vt.edu''}-)]
* [http://stahl.profzone.ch/stahlmap.htm Утицај легирајућих елемената на особине челика]{{de}}
* <small>{{de}}</small> [http://www.stahl.profzone.ch/stahlmap.htm Утицај легирајућих елемената на особине челика (-{''stahl.profzone.ch''}-)]
* [http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2003/Lattices/iron.html Колекција слика и филмова о аустениту и фериту (изузетно едукативно).] {{en}}
* <small>{{en}}</small> [http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2003/Lattices/iron.html Колекција слика и филмова о аустениту и фериту; изузетно едукативно (-{''msm.cam.ac.uk''}-)]
 
[[Категорија:Металургија]]