ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние легирующих элементов на образование сг-фазы из "Нержавеющие стали " Железо и хром после затвердевания образуют непрерывный ряд твердых растворов с кристаллической решеткой центрированного куба (рис. 1). [c.16] На диаграмме плавкости системы железо—хром при 16—25% Сг имеется небольшой минимум, отмечаемый рядом исследователей. Положение этого минимума по различным данным [16] различно, что связано с чистотой шихтовых материалов при выплавке сплавов, а также методом их выплавки. Например, при плавке в атмосфере воздуха железохромистые сплавы могут поглош,ать из воздуха азот и кислород, а из материала тиглей — другие элементы в результате реакций восстановления и растворения. [c.16] Введение хрома в железо приводит к сильному изменению положения критических точек, отмечающих 7 7 а-преврашение. [c.17] С увеличением содержания хрома в сплаве точка А понижается точка Лз понижается в сплавах с содержанием примерно до 8% Сг и затем повышается. При 13—15% Сг критические точки А к Ag сливаются и сплавы при дальнейшем увеличении содержания]хрома не претерпевают превращений. [c.17] Расширение области твердых растворов с а-решеткой при повышенном содержании хрома связано с тем, что хром и а-железо имеют одинаковый тип пространственной решетки и очень близкие значения параметров. [c.18] При детальном рассмотрении влияния хрома на ограничение у-области видно, что хром действует двояко . С одной стороны, при введении его в железо до 8% он способствует некоторой устойчивости аустенита, что выражается понижением критических точек Лз и провисанием петли, ограничивающей у-твердый раствор. При большем увеличении содержания Хрома он способствует сужению 7-области (рис. 1 и 2). Своеобразное влияние хрома как фактора, способствующего образованию аустенита, особенно сильно сказывается в присутствии никеля и углерода, в результате чего аустенитная структура в сплавах с хромом получается при меньшем содержании никеля, чем в железоникелевых сплавах. [c.18] Следует отметить, что положение линий, ограничивающих у-область (петлю), па данным различных авторов несколько различно (рис. 2). На диаграмме видно, что область твердых растворов у ограничивается двумя линиями, между которыми сплав имеет двухфазную структуру а у. [c.18] Сплавы, лежащие вне петли, не претерпевают превращений при нагреве и охлаждении и носят название ферритных.. [c.18] К этой группе относятся сплавы, в которых при определенном содержании хрома только одна из структурных составляющих претерпевает у а-превращение, а -структура при нагреве и охлаждении остается неизменной. [c.18] Отмечается, что в гетерогенной области (а + у) с предельным содержанием хрома до 8,5% при 900—850° С -твердые растворы могут иметь более высокое содержание хрома, а выше 900° С и при более высоком содержании хрома а-твердые растворы могут быть богаче хромом, чем у Твердые растворы. Это необходимо учитывать при применении двухфазных аустенито-ферритных сталей или полуферритных сталей, у которых чаще всего кристаллы а-фазы обогащены хромом. [c.18] На структуру сплавов, имеющих у - а-превращение, большое влияние оказывает содержание углевода, даже когда он присутствует в небольших количествах. В таких сплавах при быстром охлаждении образуется мартенситная структура, обладающая высокой твердостью, а при медленном охлаждении — перлитная, имеющая наиболее низкую твердость. Благодаря этому такие сплавы часто называют мартенситными или перлитными. [c.18] Точка Кюри, отмечающая магнитное превращение, с увеличением содержания хрома до 3% сначала несколько повышается и затем с дальнейшим его увеличением постепенно понижается. [c.19] Из кривых нагрева и охлаждения видно, что магнитное превращение в стали с содержанием хрома до 25% не имеет гистерезиса, а при более высоком содержании хрома он весьма незначителен [17 ]. [c.19] Исследованием влаяния скоростей охлаждения (закалки) на магнитное превращение установлено, что в интервале концентраций хрома порядка 40—70% наблюдается разница в этом отношении у закаленных и отожженных сплавов. Это отмечается двумя верхними и нижними линиями и разница, вероятно, связана с образованием ст-фазы, т. е. выделением из хромистого феррита соединения Fe r (см. рис. 1). [c.19] Кроме твердых а- и у-растворов, железохромистые сплавы при содержании хрома и железа по 47% (атомн.) и температурах ниже 950° С имеют хрупкую составляющую, обозначаемую ст-фазой. Эта фаза очень тверда, хрупка и немагнитна, когда она выделена в свободном состоянии. [c.19] По данным [22, 23], ст-фаза имеет тетрагональную кристаллическую структуру порядка 30 атомов в кристаллической ячейке, по другим [24] — орторомбическую структуру гранецентрирован-ного куба с 24 атомами в ячейке. Большинство исследователей склоняются к тому, что ст- фаза является интерметаллическим соединением хрома и железа (Fe r). [c.19] Сведения о пределах растворимости сг-фазы в твердом растворе несколько противоречивы. [c.20] Ряд других исследователей [19, 20] указывает, что внешние линии AB на диаграмме состояний рис. 1 должны лежать более полого, чем это указано Вефером. В связи с этим высказывается предположение, что выделение сг-фазы в феррите является причиной отпускной хрупкости, наблюдаемой у некоторых жаростойких сталей с 20—30 % Сг, сплавов железа, хрома и алюминия и у хромоникелевых сталей с содержанием более 23% Сг. Влияние а-фазы на свойства сплавов подробно описано в разделах, в которых рассматриваются свойства того или иного сплава. [c.20] Вернуться к основной статье