Взаимодействие легирующих элементов
С железом и углеродом в стали.
Изменение структуры стали связано с тем, что л.э. взаимодействуют с железом и углеродом. По виду взаимодействия с железом все л.э. можно разделить на две группы. Они влияют на положение критических точек железа (температуру его аллотропического превращения). Элементы первой группы А3 понижают, а А4 повышают, следовательно, температурный интервал, между ними увеличивается. В связи с этим на диаграммах железо – л.э. наблюдается расширение области существования γ-фазы (аустенита) и сужение области α-фазы (феррита). Это влияние схематично показано на рис. 5.1.1,а. Как видно, при увеличении концентрации л.э. до значения, обозначенного точкой 1, критическая точка А3 снижается до комнатной температуры. Сплавы, содержащие л.э. меньше, чем при точке 1, имеют однофазную структуру α-раствора, при количестве л.э., превышающему точку 2, их строение также однофазно, в структуре γ-раствор. Между точками 1 и 2 существуют оба раствора.
Рис. 5.1.1. Схема диаграммы состояния Fe - л.э.:
а) л.э. расширяет γ - фазу;
б) л.э. расширяет α - фазу;
Cплавы, лежащие правее точки 2 с однофазной структурой, обладают принципиально новыми свойствами – жаропрочностью, они немагнитны. Основные элементы этой группы – Ni и Mn.
Ко второй группе относятся элементы, которые повышают точку А3 и понижают А4 (рис. 5.1.1.,б). На схематичной диаграмме сужается область γ – фазы, она существует только при высоких температурах, а при комнатной все сплавы имеют одинаковое строение α – твердого раствора. К этой группе относится большинство л.э. – Si, Al, W, Mo, V, Ti и др.
|
|
|
Растворение л.э. в α – Fe существенно влияет на свойства феррита. Их атомы отличаются по размерам от атомов железа, поэтому растворение сопровождается искажением кристаллической решетки и упрочнением. Особенно интенсивно упрочняют феррит марганец, кремень, никель, вязкость и пластичность при этом несколько уменьшаются. Исключением является никель, который ударную вязкость повышает. Л.э. оказывают влияние на температурный порог хладноломкости. Большинство элементов повышают его, никель же понижает.
По отношению к углероду л.э. также можно разделить на две группы. Первые образуют карбидные соединения. Это переходные металлы - W, Mo, Cr, Nb, Zr, Ti и др. Исключение составляют Ni и Co, которые по своей природе являются карбидообразователями, но у них меньше недостроенность α – уровня, чем у железа, поэтому углерод соединяется с железом, образуя карбид Fe3C (цементит). Не образуют карбидов простые металлы – Cu, Al, Pb, Sn, Sb. Карбиды имеют высокую твердость, износостойкость, теплостойкость, поэтому являются основной составляющей структуры инструментальных сталей.
|
|
|
Влияние легирующих элементов на превращение в
Стали и поведение ее при термообработке
1. Все л.э., кроме Мn и В, уменьшают склонность аустенитного зерна к росту при нагреве, делают сталь наследственно мелкозернистой.
2. Все л.э. за исключением Со замедляют распад переохлажденного аустенита, повышают его устойчивость во времени.
Со смещением С-образной диаграммы вправо уменьшается критическая скорость закалки (Vкр). В результате эти стали можно калить на мартенсит в более мягких средах- в масле и даже на воздухе.
3. Большинство л.э. снижает температурный интервал мартенситного превращения (положения точек Мн и Мк), что увеличивает в закаленной стали количество остаточного аустенита.
4. Л.э. повышают устойчивость мартенсита против отпуска, температуру, при которой укрупняется феррито-цементитная смесь. В сталях, содержащих большое количество карбидообразующих элементов, наблюдается дисперсионное твердение или вторичная твердость, которая сопровождается увеличением этой характеристики. Это полутеплостойкие и теплостойкие стали.
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 481; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!