ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Упрочнение феррита карбидами из "Технология термической обработки стали " При введении в железные сплавы углерода элементы переходных групп IV, V и VI периодов, расположенные в периодической системе левее железа, образуют карбиды. Дают карбиды железо,. марганец, хром, ванадий, титан. Повторяют свойства хрома — молибден и вольфрам, свойства ванадия — ниобий и тантал, свойства титана — цирконий и гафний. Приданием частицам карбида различ кой степени дисперсности можно изменить твердость стали от 150, io 500 Н я выше. [c.39] В сталях углерод соединяется прежде всего с теми элементами, которые имеют менее достроенную -оболочку, т. е. сначала с титаном и ванадием, затем с вольфрамом и хромом. Элементы с полностью достроенной -оболочкой (медь) карбидов не образуют вовсе, а элементы никель и кобальт не образуют карбидов в сталях. [c.40] Ванадий, титан, ниобий, тантал, щ1рконий образуют только фазы внедрения. Железо, марганец и хром — только карбиды первой группы. Молибден и вольфрам могут давать карбиды и той и другой группы. [c.40] Фазы внедрения могут растворять металлы, атомы которых замещают металлические атомы фаз внедрения, а также металлоиды (азот, водород, кислород), атомы которых замещают атомы углерода. Фазы внедрения имеют очень высокую твердость, высокую температуру плавления и трудно растворяются в аустените УС начинает растворяться в аустените лишь при 950°, а Т1С — выше 1300°. [c.40] Карбиды первой группы имеют сложную кристаллическую решетку, значительно более низкую температуру плавления и хорошо растворяются в аустените. Наименьшую температуру начала растворения карбида имеет карбид марганца, более высокую — карбид хрома, а еще более высокую — карбид вольфрама. [c.40] Марганец в сталях находится в виде изоморфного углероду карбида МпзС, поведение которого при нагреве и отпуске мало отличается от поведения цементита РезС. [c.40] Влияние углерода на расширение области аустенита в. чро мистой (о) и кремнистой (б) сталях. [c.41] В зависимости от условий кристаллизации и медленного охлаждения вольфрам и молибден могут давать карбидные фазы внедрения W2 , УС и М02С, которые не растворимы в аустените, что ведет к ухудшению свойств стали. Этим объясняется явление порчи быстрорежущих и магнитных сталей. [c.41] Карбидообразующие элементы могут находиться, кроме карбида, также и в растворе с ферритом. Чем сильнее карбидообразующий элемент, тем он труднее растворяется в аустените и тем меньше содержание его в феррите. [c.41] Наибольшее применение в технике нашел второй путь — полу чение мартенсита с последующим его распадом при отпуске с нагре вом ниже A i. Применение закалки с отпуском представляет наибо лее простую для практического выполнения операцию. Кроме того, закалкой с последующим отпуском можно легко регулировать полу риие заданных свойств, изменяя температуру отпуска. [c.42] При превращении аустенита в мартенсит происходят объемньи изменения, которые, вызывая упругую деформацию кристаллов, создают напряжения второго рода. Значительные напряжения обусло вливают высокую твердость мартенсита и очень низкие пластические свойства и низкий предел упругости. [c.42] Структурные составляющие закаленной стали (мартенсит и оста точный аустенит), будучи при комнатной температуре метастабиль-иыми, стремятся перейти в более устойчивое состояние. Процесс перехода в более устойчивое состояние носит диффузионный характер и поэтому зависит от температуры нагрева и выдержки. При комнатной температуре этот процесс идет в течение нескольких лет. Интенсивность процесса быстро возрастает с повышением темпера туры нагрева и степени пересыщения мартенсита углеродом. Выбирая температуру отпуска, можно получить соответственно различное сочетание прочности и пластичности, начиная от сочетания, харак терного для мартенсита (твердость 600—650 и до сочетания свойственного зернистому цементиту (твердость 150—200//р). [c.44] Сопротивление отрыву низкоотпущенной стали, как и мартенсита. с введением легирующих элементов повыщается. Увеличивают хрупкую прочность никель до содержания 5%, хром до 2%. кремний до 1 — 1,5%. Марганец (при содержании 1 — 1,5%) после отпуска при температуре 200° также повышает хрупкую прочность. [c.46] При повышении температур отпуска почти весь углерод вых.)-дит из 2-раствора, образуя карбиды. Одновременно идут процессы их коагуляции, снятие искажений кристаллической решетки и изменение состава феррита в связи с перераспределением легирующих элементов между фазами. [c.46] Экспериментальные данные о влиянии легирующих элементов на механические свойства стали после высокого отпуска приведены на фиг. 32. [c.47] Таким образом, для сохранения прочности при высоком отпуско конструкционные закаливаемые стали должны быть легированы хромом, ко.тьфрамом, а хромистые конструкционные стали — молибденом. [c.47] Из числа некарбидообразующих элементов способствуют сохранению сталью прочности при отпуске элементы, растворяющиеся в феррите и затрудняющие в нем диффузию углерода. К таким эле-. гентам относится кремний. [c.47] Улучшение свойств хромоникелевых сталей может быть достигнуто лпбявками молибдена и вольфрама. Молибден и вольфрам. [c.48] Вернуться к основной статье