Какие элементы относятся к карбидообразующим в сталях

Обновлено: 05.05.2024

Особое внимание в настоящей работе студенты должны обратить на классификацию сталей по структуре, получаемой после нагрева до 950 0 С и охлаждения на воздухе. В соответствии с этой классификацией легированные стали делят на пять классов: ферритный, перлитный, мартенситный, аустенитный и карбидный (ледебуритный).

Стали перлитного класса содержат любое количество углерода, но менее 2,14 % С (мало-, средне- высокоуглеродистые стали). Суммарное содержание всех легирующих элементов – не более 5 % (сумма легирующих элементов < 5 %). К сталям перлитного класса относятся различные конструкционные стали, применяемые для изготовления деталей машин, а также инструментальные.

Микроструктура легированной стали перлитного класса приведена на рисунке 3.

Примерами сталей перлитного класса могут служить: 15Х, 40ХГ, 20ХН3А, 25ХГС, 20ХГР, 38ХН3МФ (машиностроительные); 16Г2АФ, 15ХСНД (строительные); 35ГС, 20ХГ2Ц (арматурные); 70С3А, 50ХГФА (пружинные), ШХ9, ШХ15СГ (шарикоподшипниковые); 16М, 25Х1МФ (жаропрочные (котельные)); 9ХС, ХВГ, 5ХНВ, В2, 4Х3ВМФ (режущие и штамповые).

Стали ферритного класса содержат < 0,25 % углеродаи высокое содержание легирующих элементов – хрома (> 10 %), вольфрама, кремния, ограничивающих область существования g-твердого раствора и расширяющих область a-твердого раствора. В них при их нагреве не наблюдается полиморфных превращений, а происходит рост зерна. Микроструктура легированной стали ферритного класса приведена на рисунке 4.

При введении в сталь 12 ¸ 14 % Cr ее электрохимический потенциал становится положительным, и она приобретает устойчивость против коррозии в атмосфере, морской (пресной) воде, ряде кислот, солей и щелочей. Под коррозией понимается поверхностное разруше ние металла под воздействием внешней среды. В качестве нержавеющих широко применяют стали: 08Х13, 12Х13, 12Х17, 08Х17Т, 14Х17Н2.

При повышенном содержании хрома сталь приобретает жаростойкие свойства. Под жаростойкими (окалиностойкими) сталями и сплавами понимают стали и сплавы, обладающие устойчивостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температурах выше 500 0 С и работающие в ненагруженном или слабонагруженном состоянии. Для приобретения жаростойких свойств при рабочей температуре ~ 900 0 С сталь должна содержать не менее 10 % хрома, а при рабочей температуре ~ 1100 0 С – не менее 20 ¸ 25 % хрома. Примеры сталей: 12Х17, 15Х28, 15Х25Т, 14Х17Н2.

Данные стали содержат небольшие добавки титана, никеля, ниобия, молибдена. Титан, ниобий, молибден вводят для измельчения зерна, предотвращения межкристаллитной коррозии, а никель для повышения прочности.

Большим недостатком сталей ферритного класса является то, что возникающая при перегреве (например, при сварке) крупнозернистость не может быть устранена термической обработкой, так как в этих сталях нет фазовых превращений. Крупнозернистость создает повышенную хрупкость стали (порог хладноломкости повышается и переходит в область положительных температур).

Стали аустенитного класса содержат любое количество углерода. Основные легирующие элементы этих сталей – хром, никель, марганец.

Суммарное содержание хрома и никеля около 30 % (Cr + Ni » » 30 %), содержание марганца более 10 % (Mn > 10 %). Легирующие элементы – Ni и Mn, стабилизируют аустенит и позволяют сохранить данную структуру при комнатных температурах (рис. 5).

Стали этого класса в зависимости от природы легирующих элементов и их количества, а также от характера термической обработки могут обладать самыми различными высокоценными свойствами: низким пределом текучести, умеренной прочностью, высокой пластичностью, высокой вязкостью, высоким сопротивлением истиранию, малым коэффициентом теплового расширения, немагнитностью, хорошей коррозионной стойкостью в окислительных средах и другими специальными свойствами.

Представителями аустенитных сталей являются: 12Х18Н9Т, 10Х14Г14Н4Т, 12Х17Г9АН4 (коррозионно-стойкие); 06Х25Н28МДТ (кислотостойкие); 07Х21Г7АН5, 03Х19Г10Н7АМ2 (криогенные стали – работают при низких температурах, до –296 0 С); 12Х25Н16Г7АР, 30Х24Н12СЛ (жаростойкие стали); 110Г13Л, 30Х10Г10 (износостойкие стали); 45Г17Ю3А, 55Г9Н9Х3 (маломагнитные); 4Х12Н8Г8МФБ, 08Х14Н28В3Т3ЮР, 45Х14Н14В2М (жаропрочные – обладают повышенными механическими свойствами при высоких температурах).

Стали мартенситного класса являются среднеуглеродистыми, содержат 0,25 ¸ 0,6 % С. Содержание легирующих элементов свыше 5 % (Cr >10 % или сумма легирующих элементов > 5 %).

Мартенсит – это пересыщенный твердый раствор углерода в a-железе с такой же концентрацией, как и у исходного аустенита. Мартенсит имеет тетрагональную кристаллическую решетку. Типичная микроструктура мартенсита стали имеет характерный игольчатый вид. Аустенит, который существует при нормальной температуре наряду с мартенситом, называется остаточным аустенитом (светлые поля между иглами мартенсита). Микроструктура легированной стали мартенситного класса приведена на рисунке 6.

Стали этого класса характеризуются высокой твердостью, большой хрупкостью и плохой обрабатываемостью. Из них изготавли
вают различный инструмент и другие детали, работающие в активной коррозионной среде.

Примеры сталей мартенситного класса: 40Х10С2М, Х7СМ (жаропрочные (сильхромы)); 40Х13, 30Х13 (коррозионно-стойкие); 25Х2Н4ВА (высокопрочные).

Стали карбидного (ледебуритного) классасодержат более 0,5 % углерода (0,7 ¸ 2,20 % С) и повышенное количество карбидообразующих элементов (V, W, Mo, Cr,). Весь углерод в отожженной стали находится в связанном состоянии в виде специальных карбидов.

Под влиянием легирующих элементов точки S и E диаграммы состояния Fe – Fe₃C перемещаются влево, к меньшим содержаниям углерода. Поэтому ледебуритные стали имеют в структуре в литом состоянии эвтектику типа ледебурита, в которой находятся крупные

частицы карбидов (рис. 7, а). Но так как эти стали содержат углерода менее 2,0 % , то могут быть подвергнуты пластической деформации (ковке).

Ковка изменяет строение быстрорежущей стали, так как разбивает эвтектику на отдельные обособленные карбиды. В кованой отожженной стали можно наблюдать три вида карбидов: крупные обособленные первичные карбиды, более мелкие вторичные и очень мелкие эвтектоидные карбиды, входящие в основной сорбитовый фон (рис. 7, в). Количество карбидов в этих сталях достигает 30 ¸ 35 %.

Примером сталей карбидного класса могут быть быстрорежущие стали. Быстрорежущие стали обладают высокой теплостойкостью, износостойкостью, красностойкостью, работают в условиях больших скоростей трения. Высокая твердость у быстрорежущих сталей сохраняется до 500 ¸ 600 0 С.

Из этих сталей изготавливают – резцы, сверла, фрезы, метчики, плашки, развертки, зенкеры, пилы, напильники.

Примеры сталей карбидного класса: Р9, Р18, Р6М5, Р10К5Ф5.

Также к сталям карбидного (ледебуритного) класса можно отнести высокохромистые стали (11,0 ¸ 13,0 % Cr при 1,0 ¸ 2,2 %С), которые нашли широкое применение для холодных штампов и других инструментов, деформирующих металл в холодном или относительно невысоко нагретом состоянии. Эти стали обладают высокой износоустойчивостью, повышенной теплостойкостью, малой деформируемостью при термической обработке. Примеры: Х12, Х12ВМ.

Порядок выполнения работы

При выполнении работы необходимо:

– повторить материал, относящийся к маркировке легированных сталей;

– изучить и зарисовать микроструктуру легированных сталей различных классов;

– указать структурные составляющие и химический состав сталей;

– по справочным данным указать механические свойства сталей;

– привести примеры применения рассмотренных марок сталей.

Отчет по работе должен содержать основные элементы теории рассматриваемого материала, включать схемы микроструктур, вывод.

Вопросы для самоконтроля

1. Каковы основные цели легирования стали?

2. Какие стали относят к сталям перлитного класса, их свойства?

3.Какие стали относят к сталям ферритного класса, их свойства?

4. Какие стали относят к сталям аустенитного класса, их свойства?

5. Какие стали относят к сталям мартенситного класса, их свойства?

6. Какие стали относят к сталям карбидного (ледебуритного) класса, их свойства?

7. Приведите примеры сталей каждого класса?

8. Каково назначение сталей каждого класса?

9. Основные легирующие элементы каждого класса сталей, их влияние на свойства?

Рекомендованная литература

1. Геллер Ю.А., Рахштад А. Г. Материаловедение. – М.: Металлургия, 1989. – 455 с.

2. Гуляев А.П. Материаловедение. – М.: Металлургия, 1986. – 544 с.

3. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для машиностроительных вузов. – М.: Машиностроение, 1990. – 528 с.

4. Лившиц Б.Г. Металлография. – М.: Металлургия, 1990. – 236 с.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 15

© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.012)

Какие элементы относятся к карбидообразующим в сталях

В сталях карбиды образуются только металлами, расположенными в периодической системе элементов левее железа (см. рис. 279). Эти металлы, как и железо, относятся к элементам переходных групп, имеют менее достроенную -электронную полосу. Чем левее расположен в периодической системе карбидообразующий элемент, тем менее достроена его -полоса.

Имеется достаточно оснований предполагать, что в процессе карбидообразования углерод отдает свои валентные электроны на заполнение электронной полосы атома металла, тогда как у металла валентные электроны образуют металлическую связь, обусловливающую металлические свойства карбидов.

Многочисленные опыты показывают, что чем левее в периодической системе расположен элемент, т. е. чем менее достроена у него электронная полоса, тем более устойчив карбид. Эти обстоятельства позволяют сформулировать положения, характеризующие в общем виде условия карбидообразования в сталях: только элементы с -электронной полосой, заполненной меньше, чем у железа, являются карбидообразующими; активность их как карбидообразователей тем сильнее и устойчивость образующихся карбидных фаз тем больше, чем менее достроена -полоса у металлического атома.

Это положение позволяет указать условия образования карбидов в стали при наличии нескольких карбидообразующих элементов, последовательность растворения в аустените различных карбидов и другие факторы, важные для теории легирования, практики производства и применения легированных сталей.

В соответствии со сказанным карбиды в сталях будут образовывать следующие элементы: титан, ванадий, хром, марганец, цирконий, ниобий, молибден, гафний, тантал, вольфрам.

В природе известны карбиды никеля и кобальта, но в сталях, т. е. в сплавах на основе железа, эти металлы карбидов не образуют, так как на -полосе кобальт

1 Из курса физики известно, что электроны располагаются вокруг ядра атома в виде отдельных электронных оболочек. Чем дальше от ядра отстоит оболочка, тем выше уровень энергии электронов этой оболочки. Каждая оболочка в свою очередь расщепляется на ряд уровней энергии или полос, получивших обозначения (по направлению от ядра атома) На каждой полосе может располагаться ограниченное число электронов. Так, например, на -полосе может разместиться не более 10 электронов. При последовательном переходе от атома водорода к другим элементам периодической системы число электронов возрастает в соответствии с их атомным номером, причем электроны сначала занимают все места с наименьшими уровнями энергии, т. е. последовательно все места в первой оболочке, затем во второй и т. д. Однако у некоторых элементов, получивших наименование элементов переходных групп, на внешней (валентной) оболочке уже появляются 1 или 2 электрона еще до того, как достроена -полоса предыдущей оболочки. К этим элементам относятся многие металлы, в том числе железо и карбидообразующие элементы.

Сформулированное выше положение является частным случаем условий образования карбидов или нитридов в сплавах. Карбидо- и нитридообразующим элементом в сплаве является такой элемент, у которого менее достроена -полоса, чем у основного металла.

Иногда, правда очень редко, в металлических сплавах образуются карбиды бора, алюминия, кремния и других элементов, по приведенной классификации относящихся к «некарбидообразующим» элементам. Дело в том, что карбиды совершенно отличны от рассматриваемых карбидов. Это соединения с ковалентной связью, не обладающие металлическими свойствами.

имеет 7, а никель 8 электронов, т. е. больше чем железо, имеющее на d-полосе 6 электронов. Поэтому углерод отдает свои электроны железу и карбиды никеля или кобальта не образуются.

Элементы с полностью заполненной -полосой (медь, цинк, серебро и т. д.) ни при каких условиях карбидов в сплавах не образуют.

Вместе с тем в соответствии с высказанным выше положением, активность карбидообразования и устойчивость карбидов в легированных сталях будет возрастать при переходе от элементов марганца и хрома к элементам молибден, ванадий, вольфрам и титан и др. имеющим менее достроенные -полосы, чем у марганца и хрома. Это значит, например, что при наличии в стали одновременно хрома и ванадия следует ожидать в первую очередь образования карбидов ванадия.

Приняв атомный радиус углерода равным 0,079 нм легко подсчитать, что у всех карбидообразующих элементов, кроме железа, марганца и хрома, отношения атомных радиусов углерода к металлу меньше 0,59.

Выше указывалось (гл. IV, что если у металла переходной группы и у металлоида с малым атомным радиусом (углерод, азот, водород) отношение атомных радиусов меньше 0,59, то возможно образование особых видов соединений, которые называются «фазами внедрения» (см. с. 99).

У большинства карбидообразующих элементов соотношение поэтому между ними и углеродом возможно образование фаз внедрения.

Установлено, что в сталях могут образовываться следующие карбидные соединения:

Однако в сталях в чистом виде перечисленные карбиды не существуют. Карбиды всех легирующих элементов содержат в растворе железо, а при наличии нескольких карбидообразующих элементов — и эти элементы. Так, в хромомарганцовистой стали вместо чистого карбида хрома образуется карбид содержащий в растворе железо и марганец.

Так как карбиды, имеющие одинаковую химическую формулу, взаимно растворяются, то, например, при наличии в стали одновременно титана и ниобия будут образовываться не два разделенных вида карбидов, а один общий карбид, в который «на равных основаниях» входят и титан и ниобий. Поэтому возможных вариантов карбидообразования меньше, чем это указано выше, и фактически мы встречаемся в сталях лишь с карбидами шести видов:

где под М подразумевается сумма карбидообразующих элементов (металлических). Соотношения между металлическими элементами и углеродом (для недефектной решетки) указываются формулой.

Карбиды, отнесенные в I группу, имеют сложную кристаллическую структуру. Типичным представителем карбидов этого типа

является цементит, кристаллическая структура которого была показана на рис. 133.

Особенность строения карбидов II группы как фаз внедрения заключается в том, что они имеют простую кристаллическую решетку и кристаллизуются обычно со значительным дефицитом по углероду.

Следует отметить, что фазы внедрения трудно растворимы в аустените. Это значит, что при нагреве (даже очень высоком) они могут не перейти в твердый раствор. В этом их отличие от карбидов

I группы, которые при нагреве легко растворяются в аустените.

Рис. 283. Диаграммы изотермического распада аустенита: а — углеродистая (1) и легированная некарбидообразующими элементами (2) стали; б — углеродистая (1) и легированная карбидообразующими элементами (2) стали

Все карбидные фазы обладают высокой температурой плавления и высокой твердостью. Фазы внедрения в этом отношении превосходят карбиды I группы.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Карбидообразующие элементы , которые по возрастающей степени сродства к углероду и устойчивости карбидных фаз располагаются в следующем порядке: Fe - - Mn - - Cr - - Mo - vW - Nb - - - - V - - Zr - - Ti. Карбидообразующую способность металлов связывают с незаполненностью 4d электронной оболочки для элементов четвертого периода ( Ti, V, Сг, Mn, Fe, Co, Ni); прочность карбидной фазы возрастает с увеличением степени незаполненности. Никель и кобальт имеют d - подгруппу, более заполненную электронами, чем железо, и поэтому они карбидов в стали не образуют. [3]

Карбидообразующие элементы в периодической системе Менделеева стоят левее железа: к ним относятся Mn, Cr, W, Mo, V, Ti, Mb, Та и др. Менее устойчивые карбиды находятся в начале этого ряда. В стали, содержащей Карбидообразующие элементы в большом количестве, образуются простые и сложные карбиды. [4]

Карбидообразующие элементы вызывают изменение формы С-образной кривой. Они сильно замедляют превращение аустенита при 400 - 500 С, когда обычно при этих условиях в углеродистых сталях наблюдается минимальный инкубационный период и максимальная скорость распада. При 300 - 400 С карбидообразую-щие легирующие элементы замедляют распад в меньшей степени. [6]

Карбидообразующие элементы могут растворяться в цементите, образуя легированный цементит, и могут образовывать специальные карбиды - простые и сложные. Карбиды, образованные легирующими элементами, обладают очень высокой твердостью. Поэтому и стали, легированные карбидообразующими элементами, имеют высокую твердость. Подобно легирующим элементам, не образующим карбидов, специальные карбиды могут растворяться в феррите, но могут также существовать самостоятельно в виде отдельных фаз. Многие свойства легированных сталей определяются процессами растворения карбидов при нагреве и выделения их при охлаждении, их величиной, формой и расположением. [7]

Карбидообразующие элементы оказывают более сложное влияние на изотермическое превращение аус-тенита. [8]

Карбидообразующие элементы увеличивают прокаливаемость лишь в том случае, если они при температуре закалки растворены в аустените. Если же температура закалки недостаточно высока, то нерастворившиеся карбиды, являясь центрами распада аустенита, ухудшают прокаливаемость. [10]

Карбидообразующие элементы могут растворяться в цементите - легированный цементит и могут образовывать легированные карбиды. [11]

Карбидообразующие элементы могут находиться, кроме карбида, также и в растворе с ферритом. Чем сильнее карбидообразую-щий элемент, тем он труднее растворяется в аустените и тем меньше содержание его в феррите. [12]

Карбидообразующие элементы - хром, молибден, вольфрам, ванадий, титан и марганец - образуют с углеродом простые или сложные карбиды, которые обладают высокой твердостью ( особенно карбиды вольфрама и ванадия) с сохранением достаточной вязкости, поэтому их присутствие желательно в инструментальных сталях. [13]

Карбидообразующие элементы находятся преимущественно в карбидах, некарбидообразующие - в феррите. [15]

Карбидообразующие элементы упрочняют феррит также через карбидную фазу. В легированных сталях она более дисперсна, чем в углеродистых. Ее упрочняющее влияние растет по мере увеличения концентрации углерода и карбидообразующих элементов в стали. [31]

Карбидообразующие элементы переходят в карбиды, а элементы, не образующие карбидов, - в феррит. Замедление распада аустенита в перлитной зоне объясняется очень малой скоростью диффузии легирующих элементов в аустените и уменьшением скорости диффузии углерода под влиянием карбидообразующих элементов. Кроме того, легирующие элементы уменьшают скорость полиморфного превращения у - - а, которое лежит в основе распада переохлажденного аустенита. [32]

Карбидообразующие элементы изменяют количественно и качественно кинетику превращения аустенита, причем при температурах 700 - 500 С скорость превращения аустенита меньше, чем в углеродистой стали, а при температурах 400 - 250 С превращение не заканчивается полным распадом аустенита. [33]

Карбидообразующие элементы в зависимости от их количества и содержания С распределяются между различными фазами; они растворяются в цементите и Fe, образуя новые карбиды. [34]

Карбидообразующие элементы в периодической системе Менделеева стоят левее железа: к ним относятся Mn. Cr, W, Mo, V, Ti, Mb, Та и др. Менее устойчивые карбиды находятся в начале этого ряда. В стали, содержащей Карбидообразующие элементы в большом количестве, образуются простые и сложные карбиды. [35]

Карбидообразующие элементы оказывают более сложное влияние на изотермическое превращение аустенита. [37]

Карбидообразующие элементы вносят не только количественные, но и качественные изменения в кинетику изотермического превращения. [38]

Карбидообразующие элементы вносят не только количественные, но и качественные изменения в - кинетику изотермического превращения. Так, легирующие элементы, образующие растворимые в аустените карбиды, при разных температурах по-разному влияют на скорость распада аустенита: 700 - 500 С ( образование перлита) - замедляют превращение; 500 - 400 С - весьма значительно замедляют превращение; 400 - 300 С ( образование бейнита) - ускоряют превращение. [39]

Карбидообразующие элементы Сг , Мп, V, Ti, W, Mo сосредоточиваются в карбидной фазе, а некарбидообразующие элементы Со, Ni и др. - в легированном феррите. [40]

Карбидообразующие элементы Fe - Мп - Сг - Мо - W - Nb - V - Zr - Ti ( расположены по возрастающей степени сродства к углероду и устойчивости карбидных фаз) при малом их содержании растворяются в цементите, замещая в нем атомы железа. Состав карбида в этом случае может быть выражен формулой ( Fe, М) МСП, где М - символ суммы легирующих элементов, т, п - коэффициенты, определяемые химической формулой карбида. При повышении содержания кар-бидообразующих элементов могут образовываться самостоятельные карбиды. [42]

Карбидообразующие элементы вносят не только количественные, но и качественные изменения в кинетику изотермического превращения. Так, легирующие элементы, образующие растворимые в аустените карбиды, при разных температурах по-разному влияют на скорость распада аустенита: 700 - 500 С ( обра-зован-ие перлита) - замедляют превращение; 600 - 400 С - весьма значительно замедляют превращение; 400 - 300 С ( образование бейнита) - ускоряют превращение. [43]

Карбидообразующие элементы Сг , Mo, W, V и некоторые другие снижают скорость изотермического превращения аустенита в интервале A t - 500 С; в интервале 400 - 300 С они ускоряют превращение. В области от 500 до 400 С сохраняется малая скорость превращения. Таким образом, влияние Cr, Mo, W, V и других элементов на кинетику распада аустенита проявляется в том, что на диаграммах изотермического превращения наблюдаются две температурные области минимальной устойчивости аустенита. [44]

Карбидообразующие элементы - марганец, хром и др. - - связывают растворенный углерод в сложные малоподвижные комплексы карбидного типа. Поэтому они уменьшают термодинамическую активность углерода ( фиг. [16]

Карбидообразующие элементы ( хром, ванадий, марганец) стабилизируют цементит, причем это действие в значительной мере обусловлено концентрированием этих компонентов в карбидной фазе. Аналогично, но слабее, действуют молибден и вольфрам, растворимость которых в цементите понижена. [17]

Карбидообразующие элементы при большом содержании в чугуне замедляют его графитизацию, некоторые из них ( Ti, Та, Zr, Mb) при малом содержании оказывают модифицирующее действие и ускоряют графитизацию. Ni и Си - оказывают неоднозначное влияние - ускоряют первую и замедляют вторую стадии графитизации. [18]

Карбидообразующие элементы переходят в карбиды, а элементы, не образующие карбидов, - в феррит. Замедление распада аустенита в перлитной зоне объясняется очень малой скоростью диффузии легирующих элементов в аустените и уменьшением скорости диффузии углерода под влиянием карбидообразующих элементов. Кроме того, легирующие элементы уменьшают скорость полиморфного превращения у - а, которое лежит в основе распада переохлажденного аустенита. [19]

Карбидообразующие элементы в зависимости от их количества и содержания С распределяются между различными фазами; они растворяются в цементите и Fe, образуя новые карбиды. [20]

Карбидообразующие элементы вызывают изменения формы С-образной кривой. [22]

Карбидообразующие элементы повышают количество связанного углерода и препятствуют росту объема. Если содержание хрома превышает 0 74 %, объем чугунов не возрастает, несмотря на то, что во время теплосмен в них проходят полиморфные превращения, сопровождающиеся изменением растворимости углерода в железе. [24]

Карбидообразующие элементы располагаются в четвертом, пятом и шестом периодах ( IV - - VIII группы), склонность к кар-бидообраз ованию является в известной мере периодической функцией и возрастает по мере перехода от VII к IV группе, например в четвертом периоде - от марганца к титану. Чем менее заполнена - подгруппа в атомах переходных элементов, тем прочнее карбиды, которые они образуют. [25]

Карбидообразующие элементы ( Cr, Mo, V, W, Nb, Ti) влияют на природу и свойства карбидов в стали. Специальные карбиды легирующих элементов способны при нагреве растворяться в аустените, а на стадии отпуска, выделяясь из перенасыщеного твердого раствора в виде мелкодисперсных фаз, упрочнять сталь. Легирование сталей хромом, бором, молибденом повышает их прокаливаемость. Наиболее эффективно повышает прокаливаемость комплексное легирование Сг Mo, Cr Ni, Cr Ni Mo. Большинство легирующих элементов измельчают зерно, но особенно эффективно это делают ванадий, ниобий, титан, цирконий, алюминий. [26]

Карбидообразующие элементы ( Сг, Мо, W, V) увеличивают прочность связи атомов углерода с атомами твердого раствора, снижают термодинамическую активность ( подвижность) атомов углерода, способствуют увеличению его концентрации в мартенсите, т.е. упрочнению. Некарбидообразующие элементы ( Ni, Si, Cu, Co), наоборот, увеличивают термодинамическую активность атомов углерода, снижая тем самым концентрацию углерода в твердом растворе. Особенно активно действует никель, предупреждая излишнюю хрупкость мартенсита. [29]

Читайте также: