ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние хрома на структуру и свойства железохромистых сплавов и сталей из "Материалы в машиностроении Выбор и применение Том 3 " Легирующие элементы по относительному влиянию, которое они оказывают на бинарную систему железо — рассматриваемый элемент, можно разделить на две группы. [c.10] Первая группа — аустенитообразующие элементы (Ni, Мп, Со), при взаимодействии с железом дают ряд непрерывных твердых растворов аустенита ( -раствор). К этой же группе элементов, также расширяющих область раствора аустенита, относятся С, N и Си, однако вследствие ограниченной растворимости их в твердом растворе и выделения избыточных фаз эти элементы вводят в сталь в относительно небольших количествах. [c.10] Стали ферритного класса по сравнению с аустенитными при обычных комнатных 1ем-пературах имеют меньшую пластичность при холодной пластической деформации их механическая прочность увеличивается в меньшей степени (при этом значительно падает удлинение) они обладают большей способностью к рекристаллизации, причем процесс рекристаллизации протекает при относительно более низких температурах и сопровождается значительным падением ударной вязкости В области высоких температур феррит обладает более высокими пластическими свойствами и низкой сопротивляемостью деформации и т. п. [c.10] Карбиды хрома и, в особенности, титана и ниобия (в меньшей степени ванадия и молибдена) отличаются высокой устойчивостью, значительно труднее переходят в раствор аустенита при нагревании. Углерод в железе при наличии хрома повышает способность стали к закалке, уменьшая при этом критическую скорость охлаждения. [c.10] как было указано, относится к группе элементов, суживающих -область н образующих с железом (рис. 2) непрерывный ряд твердых растворов ферритного класса (а-раствор). При содержании около 13% Сг область твердого раствора аустенита (у-раствор) в сплавах Fe—Сг замыкается. Критическая точка А-. понижается до содержания 8% Сг, а далее повышается, достигая максимума при 13% Сг точка А-, снижается до 13% Сг [14]. [c.10] Из рис. 2 следует, что Ре с Сг образуют три группы сплавов с превращением (область /), без превращения (область 3) и с частичным фазовым превращением (область 2). Двойная линия суженной -области (с частичным фазовым превращением) указывает на то, что при переходе из у- в а-область образуется гетерогенная смесь, состоящая из двух твердых растворов а и у, причем у-расгвор при последующем охлаждении подвергается дальнейшему распаду, образуя ряд промежуточных структур, в то время как а-раствор превращений не имеет. [c.11] Сплавы Ре с Сг без у-превращений называют ферритными сталями, а сплавы с частичным фазовым превращением — полуферритными. [c.11] Небольшие добавки С к железохромистым сплавам с частичным превращением оказывают существенное влияние на структуру и свойства металла, такие стали относят к мартенситным или перлито-мартенситным. По мере повышения в стали содержания Сг увеличиваются удельное электросопротивление р (рис. 3) и параметры кристаллической ренгетки (рис. 4), уменьшаются коэффициент линейного расширения а (рис. 5) и теплопроводность 1. [c.11] содержащие 12—14% Сг, широко применяют в турбостроении, при изготовлении различных предметов домашнего обихода, режущих инструментов и других изделий, не подвергающихся действию относительно сильных агрессивных сред. Их используют преимущественно в термически обработанном — закаленном и отпущенном состоянии, часто с тщательно шлифованной, а иногда и полированной поверхностью, благодаря чему обеспечиваются высокие характеристики механической прочности и коррозионная стойкость [4]. [c.16] По мере повышения легированиости стали теплопроводность ее снижается, однако при достижении температуры нагрева i 800 С теплопроводность достигает одинаковых значений (рис. 6). [c.16] Присутствие даже небольшого количества С в хромистых нержавеющих сталях, а также их термическая обработка оказывают существенное влияние на коррозионные свойства металла. [c.16] Содержание Сг в твердом растворе железа, обеспечивающее удовлетворительную коррозионную стойкость стали, тесно связано с электрохимическим потенциалом. Положительное значение потенциала сталь приобретает лишь в том случае, когда содержание Сг в твердом растворе железа достигает 12% (рис. 7). Это также подтверждается данными испытаний образцов сталей с различным содержанием хрома в морской воде (рис. 8), шахтных агрессивных водах (7] и т. д. [c.17] Содержание углерода в 13%-ных хромистых сталях оказывает большое влияние на их твердость после закалки (рис. 9) и механические свойства как непосредственно после закалки, так и после закалки и отпуска (рис. 10). Наиболее значительное изменение свойств наблюдается при температуре отпуска выше 500° С [4, 25). [c.19] На рис. 11 показаны диаграммы изотермического превраш,ення хромистых сталей с различным содержанием С [27]. [c.19] Сталь XI7 применяют в отожженном при 740—780° С состоянии. Она обладает удовлетворительной пластичностью как в горячем, так и холодном состояниях, одиако изделия из нее вследствие пониженных пластичности сварных швов и коррозионной стойкости зон, расположенных вблизи швов, изготовляют преимущественно клепаными. Пониженная пластичность сварных соединений связана с ростом зерен в зонах, прилегающих к сварному шву в результате воздействия высоких температур при сварке [30]. [c.19] Зона сварных швов стали XI7 имеет пониженную коррозионную стойкость, являющуюся следствием высокотемпературного нагрева ( -900° С) с относительно быстрым последующим охлаждением. На рис. 12 представлены данные скорости коррозии стали Х17 в 58%-ном растворе HiNO, при температуре кипения в зависимости от условий термической обработки. Из этих данных видно, что только от киг при 760° С повышает коррозионную стойкость стали. [c.19] Наряду с общей коррозией в зонах, прилегающих к сварному шву, наблюдается также межкристаллитная коррозия, которая возникает в результате обеднения хромом границ зерен феррита и концентрации напряжений соприкасающихся фаз феррита и превращенного в мартенсит аустенита. При фиксировании состояния твердого раствора с высокой температуры пе удается сохранить аустенит в чистом виде — всегда образуются в большем пли меньшем количестве продукты его превращения. [c.19] При дополнительном нагреве стали в интервале 700—800° С завершается превращение аустенита с образованием феррита и карбидов хрома с выравниванием концентрации твердого раствора хрома за счет диффузионных процессов. При этом значительно понижаются прочность и твердость материала, а также естественно снимаются структурные напряжения в стали. [c.20] Так как склонность к межкристаллитной коррозии проявляется на стали Х17 с различным содержанием С без добавок титана, то при введении Ti (или Nb) в сталь Х17 образуются его прочные соединения с С (Ti или Nb ) и сопротивляемость стали к межкристаллитной коррозии возрастает. [c.20] Вернуться к основной статье