Alatni čelik

Alatni čelik

U metalurgiji, alatni čelici, često nazivani i brzorezni čelici (oznaka HSS, od engleskog High Speed Steel) jesu grupa visoko-legiranih visoko-ugljeničnih čelika, kod kojih se velika mehanička trajnost i izdržljivost postiže dodavanjem tj. legiranjem čelika sa sekundarnim legirajućim elementima kao što su hrom, vanadijum, nikl, mangan, molibden ili kobalt, pri čemu primarni legirajući element ostaje ugljenik. Zahvaljujući ovome, alatni čelici razvijaju veće brzine nego ugljenični čelici, te otuda i naziv brzorezni čelik. Za ovu grupu čelika važi samo njima svojstvena karakteristika - ,,Crvena tvrdoća", a to je ukratko osobina čelika da zadrži tvrdoću i postojanost iako je zagrejan do kritične temperature, što kod običnih čelika nije moguće. Shodno specifičnim svojstvima ovih čelika, na njih se primenjuje i posebna termička obrada. Ovi čelici takođe poseduju visoku kaljivost.

Faze legura gvožđa
Austenit (γ-gvožđe; čvrsto) Bainit Martenzit Cementit (Fe - karbid; Fe3C) Ledeburit (ferit - eutektički cementit, 4,3% ugljenika) Ferit (α-gvožđe; meko) Perlit (88% ferit, 12% cementit) Sferoidit
Vrste čelika
Ugljenični čelik (do 2,1% ugljenika) Nerđajući čelik (legura sa hromom) HSLA čelik (visoko čvrsti niskolegirani čelik) Alatni čelik (vrlo tvrd; termički obrađen)
Ostali materijali na bazi gvožđa
Liveno gvožđe (>2,1% ugljenika) Prerađeno gvožđe (skoro bez ugljenika) Duktilno gvožđe

Osobine

Ova grupa legura odlikuje se visokom tvrdoćom, čvrstinom, otpornošću na abraziju odnosno habanje, kao i žilavošću. Pored gvožđa koji je osnovni gradivni element legure, ove vrste čelika sadrže procenat ugljenika u granicama od 0,6% do 1,2%; dok sadržaj ostalih legirajućih elemenata ukupno prelazi 7%. Sadržaj kobalta ne sme preći 8%. Ugljenik kao najuticajniji legirajući element obezbeđuje u velikoj meri tvrdoću i otpornost na habanje, te je neizostavan deo svih čelika koji pripadaju ovoj grupi, zajedno sa hromom i vanadijumom koji manje utiču na ove karakteristike ali zato daju leguri karakterističnu postojanost pri velikim temperaturama.