ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Карбидная фаза в легированных сталях из "Металловедение Издание 4 1966 " 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. [c.260] 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 цроизводства и применения легированных сталей. [c.260] 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. иоследовательно все места в первой оболочке, затем во второй и т. д. Однако у некоторых элементов, получивших наименование злементов 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. Ниже приводится интересующий нас участок периодической системы, включающий железо и карбидообразующие элементы. Цифрами указано число электронов иа иедостроепной -полосе. [c.260] В соответствии со сказанным карбиды в сталях будут образовывать следующие элементы титан, ванадий, хром, марганец, цирконий, ниобий, молибден, гафний, тантал, вольфрам. [c.261] 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 имеет 7, а никель 8 электронов, т. е. больше, чем железо, имеющее на -полосе 6 электронов. Поэтому углерод отдает свои электроны железу и карбиды никеля нли кобальта не образуются. [c.261] Вместе с тем, в согласии с высказанным выше положением, активность карбидообразования и устойчивость карбидов, в легированных сталях будет возрастать при переходе от элементов Мп и Сг к элементам Мо, , V, и другим, имеющим менее достроенные -полосы, чем у Мп и Сг. Это значит, например, что при наличии в стали одновременно хрома и ванадия следует ожидать в первую очередь образования карбидов ванадия (в равновесных условиях). [c.261] Приняв атомный радиус углерода равным 0,79 А, легко подсчитать, что у всех карбидообразующих элементов, кроме Ге, Мп и Сг, отношения атомных радиусов углерода к металлу меньше 0,59. [c.261] Выше указывалось (гл. IV, 8), что если у металла переходной группы и у металлоида с малым атомным радиусом (С, К, Н) отношение атомных радиусов меньше 0,59, то возможно образование особых видов соединений, которые называются фазами внедрения . [c.261] Однако в сталях в чистом виде перечисленные карбиды не существуют. Карбиды всех легирующих элементов содержат в растворе н е-лезо, а при наличии нескольких карбидообразующих элементов — и эти элементы. Так, в хромомарганцовистой стали вместо чистого карбида хрома СгззС образуется карбид (Сг, Мп, Ре)2зСв, содержащий в растворе железо и марганец. [c.261] Карбиды, отнесенные в I группу, имеют сложную кристаллическую структуру. Типичным представителем карбидов этого типа является цементит, кристаллическая структура которого была показана на рис. 120. [c.262] 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. [c.262] Следует отметить, что фазы внедрения трудно растворимы в аустените. Это значит, что при нагреве (даже очень высоком) они могут пе пе-рехии в твердый раствор. В этом их отличие от карбидов I группы, которые при нагреве легко растворяются в аустените. Все карбидные фазы обладают высокой температурой плавления и высокой твердостью. Фазы внедрения в этом отношении превосходят карбиды I группы. [c.262] Порядок растворения карбидов в аустените определяется их относительной устойчивостью, а степень перехода в раствор — их количеством (так как способность -у-железа к растворению углерода ограничена). Так, при наличии в сплаве, папример, трех карбидов — Л/7С3, М С и Л/С — аустенит сначала будет насыщаться карбидом М,,Сд (например, Сг Сд), а карбиды (вольфрама) и А1С (ванадия) могут остаться в избытке. [c.262] Вернуться к основной статье