Железо твердом растворе

Исследование механических свойств сталей показало, что их пластические и вязкие свойства, а отсюда и возможность упрочнения зависят от чистоты стали, содержания примесей внедрения (азот, кислород, водород) и неметаллических включений. Примеси внедрения, т. е. элементы, образующие с железом твердые растворы внедрения, создавая местные искажения, затрудняют движение дислокаций. Пластическая деформация при этом затруднена, и в местах скопления неподвижных дислокаций облегчается зарождение микротрещин. [c.396]

Влияние легирующих элементов на полиморфные превращения железа. Все элементы, за исключением углерода, азота, водорода и отчасти бора образуют с железом твердые растворы замещения. [c.131]

При насыщении углеродом или азотом, составляющими с железом твердые растворы внедрения, диффузия протекает быстрее, чем при насыщении металлами, образующими твердые растворы заме щения. [c.227]

В качестве магнитно-мягкого материала применяют низкоуглеродистые (0,05— 0,005 % С) железокремнистые сплавы (0,8—4,8 % Si). Кремний, образуя с железом твердый раствор, сильно повышает электросопротивление, а следовательно, уменьшает потери на вихревые токи, повышает магнитную проницаемость, немного снижает коэрцитивную силу и потери на гистерезис. Однако кремний понижает магнитную индукцию в сильных полях и повышает твердость и хрупкость стали, особенно при содержании 3—4 %. [c.309]

Легирующие элементы образуют с железом твердые растворы и химические соединения. Твердые растворы замещения неограниченной растворимости непосредственно после затвердевания образуют с железом никель и кобальт и металлы группы платины, а с а-железом -только хром и ванадий. Характерная диаграмма для систем Fe - Сг показана на рис. 21. [c.45]

Легирующие элементы, атомные радиусы которых отличаются от атомного радиуса железа не более чем на 8%, образуют с железом твердые растворы замещения неограниченной растворимости (см. табл. 2). [c.45]

Легирующие элементы, атомные радиусы которых отличаются от атомного радиуса железа на величину от 8 до 15%, образуют с железом твердые растворы замещения ограниченной растворимости, причем растворимость этих элементов в железе уменьшается с увеличением разницы в атомных радиусах. [c.46]

Легирующие элементы, атомные радиусы которых отличаются от атомного радиуса железа больше, чем на 20%, т.е. обладают большими атомными радиусами, не только не образуют с железом твердых растворов, но и не смешиваются с ним даже в расплавленном состоянии. [c.47]

Легирующие элементы, атомные радиусы которых составляют 63% и меньше атомного радиуса железа, т.е. обладают малыми атомными радиусами, образуют с железом твердые растворы внедрения, причем растворимость этих элементов в железе уменьшается с увеличением их атомного радиуса. [c.47]

Примеси, образующие с железом твердый раствор внедрения, вызывают в слабых полях потери на магнитное последействие. При перемагничивании образцов в полях до 8 а/м (0,1 э) индукция изменяется следующим образом [c.136]

Для того чтобы выяснить, почему электротехническую сталь легируют кремнием, а не каким-либо другим элементом, необходимо рассмотреть влияние содержания различных элементов, образующих с железом твердый раствор, на константы магнитной кристаллической анизотропии /С и магнитострикции (от этих величин зависят потери на гистерезис), величину намагниченности насыщения (электротехническая сталь должна иметь возможно более высокую индукцию) и величину удельного электросопротивления (эта характеристика определяет потери на токи Фуко). Изменение указанных характеристик в зависимости от содержания легирующего элемента приведено на рис. 98—101. На магнитную проницаемость и потери на гистерезис в большей степени [c.139]

Самым массовым магнитомягким материалом, имеющим весьма широкую область применения, является специальная электротехническая сталь, легированная кремнием. Она используется для работы в сравнительно сильных переменных магнитных полях в силовых трансформаторах всех типов, электрических машинах, дросселях, в различных электромагнитных реле, приборах. Выпускается электротехническая сталь, легированная кремнием, в листах и рулонах. Кремний, вводимый в сталь в количестве 0,8— 4,8%, образует с железом твердый раствор и резко повышает удельное электрическое сопротивление. [c.294]

Для повышения химической стойкости сплавов на железной основе в состав стали вводят преимущественно только такие легирующие элементы, которые образуют с железом твердые растворы и в то же время обладают высокой стойкостью в данной коррозионной среде. В частном случае, например, при разработке сталей, стойких к азотной кислоте, целесообразно введение в состав стали хрома, кремния или алюминия, поскольку каждый из этих элементов в отдельности обладает достаточно высокой стойкостью. Добавки молибдена в состав стали оказывают положительное влияние на повышение коррозионной стойкости в хлорсодержащих средах и органических кислотах (уксусной, муравьиной и др.) [4, 12, 19]. [c.59]

Одним из условий для прохождения процесса диффузии является образование твердых растворов обоих веществ, а, как известно, хром и железо образуют целый ряд твердых растворов. При содержании от 14 до 37 /о хром дает с железом только твердые растворы без фазовых превращений. В хромированном слое крайняя точка поверхности содержит около или несколько больше 38 /о хрома. К сердцевине содержание хрома постепенно снижается до 15 /о> а далее это снижение идет скачкообразно. Можно считать, что получающийся слой содержит от 15 до 38 /о хрома, т. е. как раз такое количество, которое дает с железом твердые растворы. Наличие углерода в стали замедляет диффузию хрома, способствуя большему содержанию его во внешних слоях, за счет образования карбидов. [c.365]

Влияние легирующих элементов на полиморфные превращения железа. Все элементы, за исключением углерода, азота, водорода, и отчасти бора образуют с железом твердые растворы замещения. Они растворяются в железе и влияют на положение точек Лд и Л4, определяющих температурную область существования а- и у-железа. Легирующие элементы по влиянию на температурную область существования полиморфных модификаций железа можно разделить на две группы. [c.135]

Поверхностное насыщение стали металлами (Сг, А1, Si и др.), образующими с железом твердые растворы замещения, более энергоемко и продолжительнее, чем насыщение азотом и углеродом, образующими с железом твердые растворы внедрения. При этом диффузия элементов легче протекает в кристаллической решетке феррита, чем в более плотно упакованной решетке аустенита. [c.159]

Твердые растворы внедрения образуют металлы с неметаллами . Атомы неметаллов меньше атомов металлов. Поэтому атомы неметаллов могут располагаться в междоузлиях кристаллической решетки металлов. На рис. 20, б показана элементарная кристаллическая решетка твердого раствора внедрения углерода в Y-железе. Твердые растворы внедрения в металлах дают углерод, бор, азот, водород и многие другие неметаллы. В растворе атомы углерода, бора, азота и т, п. ионизированы положительно. Внедрившийся атом вызывает искажения решетки металла-растворителя. Все твердые растворы внедрения—растворы с ограниченной растворимостью. [c.31]

Кремний способствует процессу графитизации. Кремний входит в состав феррита, образуя с а-железом твердый раствор замещения. Содержание кремния в разных сортах чугуна колеблется от 0,5 до 4,5%. [c.146]

Наиболее широкое распространение в промышленности нашли такие виды химико-термической обработки, как цементация, азотирование и нитроцементация. Углерод и азот легко усваиваются поверхностью стальных изделий, образуют с железом твердые растворы внедрения и сравнительно быстро формируют диффузионные слои значительной толщины. [c.68]

Для придания сталям определенных механических свойств или коррозионной стойкости в их состав вводят легирующие элементы. Легирующие элементы образуют с железом твердые растворы, а взаимодействуя друг с другом или с примесными элементами — неметаллические включения или избыточные фазы. [c.183]

Таким образом, по растворимости легирующих элементов в железе твердые растворы подразделяют на непрерывные ограниченные с широкой областью гомогенности, ограниченные с узкой областью гомогенности, с незначительной растворимостью [c.33]

На рис 13 представлена схема растворимости легирующих элементов в а- и у-железе, построенная на основе данных, соответствующих диаграмм состояния железо — легирующий элемент Схема дана в виде части периодической системы элементов, в нее вошли практически все легирующие элементы, образующие на основе железа твердые растворы по типу замещения [c.34]

Углерод и азот легко усваиваются поверхностью стали, образуют с железом твердые растворы внедрения и сравнительно быстро диффундируют на значительную толщину. [c.198]

Следует отметить, что в случае насыщении стали тем или другим элементом, образующим с железом твердые растворы замещения (А1, Сг, ЛЬ, W, Si и др.), диффузионная подвижность которых заведомо меньше подвижности углерода, Тройные диаграммы фазового равновесия использовать нельзя. Это объясняется тем, что в процессе диффузии элемента в сплав его состав вблизи поверхностных зон непрерывно изменяется вследствие диффузионного перераспределения элементов сплава, и в первую очередь углерода (вторичный диффузионный процесс). [c.298]

При легировании хромом в поверхностном слое стальной отливки (сталь 35) рентгеноструктурным анализом были обнаружены следующие фазы твердые растворы хрома и углерода в а-железе, твердый раствор хрома и углерода в 7-железе, твердый раствор хрома в цементите, твердые растворы железа в карбидах хрома. [c.277]

При дальнейшем медленном охлаждении непрерывные твердые растворы этих двойных систем в определенном интервале концентраций образуют химические соединения FeNi3 РеСо, РеСг и FeV. Марганец, вольфрам, молибден, титан, ниобий, алюминий и цирконий образуют с железом твердые растворы замещения ограниченной растворимости. Причем, если количество введенных элементов превышает их предел растворимости с железом, то легирующие элементы образуют с железом химические соединения. На рис. 22 показана диаграмма состояния Fe - W. Тип диаграммы характерен для систем Fe - А1 (рис. 23), Fe - Si, Fe - Mo, Fe - Ti, Fe - Та и Fe - Be. [c.45]

Углерод в соответствии с диаграммой состояния железо — цементит может образовывать с железом твердый раствор а и цементит F j . Содержание цементита в сплавах можно оценивать прямо по диафамме состояния, используя дополнительную шкалу абсцисс по содержанию цементита (см. рис. 50), так как его количество в сталях пропорционально содержанию углерода. [c.152]

Химический состав чугуна. Элементы кремний, никель, алюминий, медь и др., — образующие с железом твердые растворы, увеличи-ваюш,ие в его решетке число вакансий и смеш,ений, облегчаюш,их диффузию, уменьшаюш,ие энергию активации и ослабляющие связи между атомами углерода и железа, способствуют графитизации. [c.150]

В кристаллической решетке твердого раствора замещения движение атомов совершается благодаря флуктуациям — неравномерному распределению свободной энергии атомы, обладающие избытком свободной энергии и находящиеся в неустойчивом состоянии, перескакивают в соседние межузлия решетки, вакансии или дислокации. При цементации атомы углерода, образующие с Y-железом твердый раствор внедрения (аустенит), перемещаются в промежутках его кристаллической решетки. [c.273]

Атомы углерода, имеющие малый диаметр, в процессе диффузии перескакивают из одного межузлия кристаллической решетки в другое, поэтому энергия активации, здесь сравнительно невелика. Вследствие этого диффузия углерода в стали происходит гораздо легче, чем диффузия атомов металлов — алюминия, хрома и др., образующих с железом твердые растворы замещения. [c.273]

По данным В. М. Никитина н В. С. Мурашкина, при введении в медь, обладающую весьма малым химическим сродством к железу и, по-видимому, снижающую Ож-т на их границе, таких компонентов припоя, как марганец, никель, хром, палладий, образующих с железом твердые растворы, и элементов, образующих с железом химические соединения (бор, кремний, цинк), склонность сталей к охрупчиванию в контакте с жидким медным припоем резко снижается (Zn>50%, Si[c.86]

Диффузионная металлизация — это насыщение поверхностного слоя стали различными элементами. При насыщении алюминием процесс называют алитированием, хромом — хромированием, кремнием — силицированием, бором — борированием. При металлизации алюминием повышается жаростойкость деталей. Такие детали можно эксплуатировать при температуре 1200 °С. Силицирование повышает жаростойкость до температуры 800-850 °С, сопротивление истиранию, коррозионную стойкость в некоторых кислотах. Хромирование увеличивает твердость (до 1600-1800 HV), жаростойкость, коррозионную стойкость. При диффузионной металлизации металлы образуют с железом твердые растворы замещения. Диффузия металлов происходит значительно медленнее, чем диффузия углерода или азота, поэтому все процессы диффузионной металлизации протекают при больших температурах алитирова-ние при 900-1200 °С, силицирование при 1050-1100 °С, хромирование при 1000-1200 °С. Применение диффузионной металлизации технически эффективно и экономически выгодно. Детали из зтлеродистых сталей, насыщенные с поверхности хромом, алюминием или кремнием, становятся жаростойкими при температуре 1000-1100 °С, что значительно выгоднее, чем изготовление их из дорогостоящих жаростойких легированных сталей. [c.148]

Примесные элементы могут образовывать с железом твердые растворы замещения (если их атомный диаметр отличается от атомного диаметра Fe не более, чем на 15 %) или внедрения (если их атомный диаметр составляет не более 0,59% атомного диаметра Fe). Взаимодействуя друг с другом или с железом, примесные элементы образуют в структуре сталей неметаллические включения — оксиды, сульфиды или оксидосульфиды, количество, химический состав и структура которых определяются технологией выплавки металла. [c.182]

Затвердевавший в первую очередь обогащенный железом твердый раствор (серый цвет) располагается в структуре частично в виде дендритов, частично в виде шариков. Твердый раствор, обогащенный медг.ю, имеет белый цвет. 200 1, (9) табл. 2.4. [c.110]

Легирующие элементы по разному влияют на расшире яие или сужение у области на диаграмме железо — легиру ощий элемент Если для углерода и азота, образующих с железом твердый раствор внедрения, расширение области у фазы связано с наличием больших позиций внедрения (октаэдрических пор) в гранецентрированной кубической [c.10]

Различие концентрации легирующих элементов во фракциях отдельных ферросплавов после их размола (рис. 13) может достигать 8 — 12 % (абс.), что является следствием существенных различий твердости и сопротивляемости измельчению входящих в состав слитка интерметаллических соединений и твердого раствора. Для ферромарганца, феррованадия и ферротитана межфракционная изменчивость содержания легирующего элемента не выходит за пределы 0,4 — 1,2 % (абс.). Многие легирующие элементы, например титан, распределяются по сечению слитка неравномерно, однако, если они образуют с железом твердый раствор в диапазоне варьирования концентрации по слитку, их содержание в измельченном материале практически не зависит от крупности фракций (рис. 13, кривые 1, 4, 5 и 6) некоторое увеличение содержания железа в мелких фракциях феррохрома (кривая 5) является следствием перехода в материал части шаров и стенок мельницы. [c.127]

Углерод образует с железом твердые растворы внедрения. Растворимость углерода в железе зависит от его кристаллической формы. Диаметр поры 1фисталлической решетки ОЦК значительно меньше, чем диаметр поры решетки ГЦК. Поэтому а-Ге способно растворять углерод в очень малом количестве, а раствор№Уюсть углерода в y-Fe существенно больше. Влияние малого размера октаэдрической поры в решетке ОЦК на низкую растворимость углерода усугубляется еще и тем, что сама октаэдрическая пора несимметрична она вытянута по одной оси вследствие воздействия на нее близлежаищх атомов, в том числе и атома в центре куба. [c.21]

Углерод, как и азот, являющийся эффективным упрочнителем, образует с железом твердые растворы внедрения. Однако его растворимость в феррите невелика, что приводит к снижению упрочняющего эффекта. Вместе с тем высокая прочность мартенсита закалки сопровождается снижением вязкости и необходимостью проведения отпуска. При отпуске образуются карб1щы, мартенсит обедняется углеродом и снижается действие твердорастворного механизма упрочнения. Образующиеся довольно крупные частицы цементитного типа в ферритной матрице более тверды и хрупки, чем матрица. Поэтому при нагружении на поверхности раздела создается объемно-напряженное состояние, которое может приводить к образованию микротрещин. [c.598]

В промышленности наиболее широко применяют процессы химико-термической обработки, основанные на диффузии в железо (сталь) неметаллов углерода (цементация), азота (азотирование) и бора (борирование). Эти элементы, имеющие малый атомный радиус, образуют с железом твердые растворы виедрепия. Диффузия атомов С, N и В протекает по междоузельному механизму и не требует образования и миграции вакансии, поэтому в решетке железа эти элементы занимают часть межатомных октаэдрических междоузлий. [c.285]

Многие процессы химико-термической обработки (алитирование, хромирова-1 ие, силицирование и др.) обусловлены диффузией таких элементов, как А1, Сг, Si, W, Мо и др., образующих с железом твердые растворы замещения. Эти элементы в отличие от элементов внедрения диффундируют в железе по ваканспон-ному механизму. В табл. 2, по данным различных исследователей, приведены сведения о константах диффузии Сг, А1, Si, W, Мо в а- и у-железе. [c.288]

Диффузия по вакансиям требует более высокой флуктуации энергии для перескока атома из одного положения в решетке в другое, чем при диффузии по междоузельному механизму, В связи с этим энергия активации эле.ментов, образующих с железом твердые растворы замещения, значительно больше энергин активации элементов, образующих твердые растворы внедрения (см. табл. 1 и 2). Как следствие этого диффузионная подвижность в твердых растворах замещения значительно ниже. Например, при 1000° С коэффициент диффузии молибдена в Y-железе (1,5-10 см /с) на четыре порядка ниже коэффициента диффузии углерода (1,5-10 см /с). Поэтому при диффузионном насыщении металлами (диффузионной металлизации) процесс ведут при более высоких температурах и длительно и, несмотря на это, получают меньшую толщину слоя, чем нри насыщении азотом и особенно углеродом. [c.288]

Большинство легирующих компонентов имеет объемноцентриро-ванную или гранецентрированную кубическую решетку, такую же, как а- и у-железо. Это одно из условий того, чтобы легирующий компонент образовывал с железом твердый раствор. Пространственная решетка кристаллов Be, Ti, Zr, Hf гексагональная. Si и С — алмазная. Поэтому эти компоненты в минимальной степени растворяются в железе. Неограниченное растворение возможно лишь тогда, когда разница между диаметрами атомов легирующего компонента и железа небольшая (<14%), а также если концентрация электронов или совсем не изменяется, или изменяется незначительно. Пределы растворимости некоторых легирующих компонентов в двух аллотропных модификациях железа приведены в табл. 27. Растворимость отдельных компонентов зависит от температуры и содержания углерода в стали. Растворяющиеся компоненты в зависимости от степени деформации решетки повышают предел текучести стали, ее твердость, изменяют стабильность образовавшейся фазы, теплостойкость и т. д. Увеличение твердости, однако, незначительное. [c.81]

Медь и никель являются наиболее широко используемыми элементами для легирования спеченных сплавов на основе железа. Это является, главным образом, следствием того, что никель так же, как и медь, имеет низкое сродство к кислороду и увеличивает прокали-ваемость сталей. Однако никель увеличивает усадку детали, в противоположность меди, но повышает ударную вязкость спеченных деталей. Скорость диффузии никеля в железе низка, потому что он образует с железом твердый раствор замещения. На самом деле, когда порошковый материал спекают при очень высокой температуре или в течение очень продолжительного времени, система должна приближаться к равновесным условиям. Установлено [49], что максимальная гомогенизация была достигнута при использовании тонко измельченного порошка никеля (обычно частицы карбонильного порошка имеют размер 1 мкм) и температуры спекания приблизительно 1300 "С. Никель способствует стабилизации аустенита. Микрс структурные [c.85]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...