Мартенсит влияние легирующих элементов

Для вывода о влиянии легирующих элементов на содержание у-фазы в структуре мартенсита вторичной закалки в сталях, содержащих карбиды ванадия, были исследованы закаленные образцы. Было показано, что количество аустенита в мартенсите вторичной закалки не зависит от концентрации легирующих элементов. Следовательно, подтверждено, что склонность к прижогам рассматриваемых сталей практически не зависит от содержания в растворе аустенита вольфрама, хрома, ванадия л, как было показано ранее. Tie зависит от наличия карбидов М С и МС. [c.94]

Маркировка стали 16—18 Мартенсит виды микроструктур 106 влияние легирующих элементов иа кинетику распада 108 [c.405]

Устойчивость аустенита зависит от суммарного влияния легирующих элементов. Чем ближе состав сплава к границе, отделяющей у-область от -области, тем неустойчивее структура аустенита. Неустойчивое состояние сплава может проявиться при высоком отпуске в виде частичного превращения аустенита в мартенсит. В сталях типа 18-8 метастабильность аустенита проявляется [c.161]

На первую стадию распада мартенсита (до 150° С), когда происходит двухфазный распад, влияние легирующих элементов незначительно. Выделяющийся карбид железа имеет такую же концентрацию легирующих элементов, как и исходный мартенсит, и также существует когерентная связь. [c.218]

Механические свойства хромоникелевых нержавеющих сталей аустенитного класса п-ри низких температурах зависят от химического состава стали и стабильности аустенита, определяемой положением точки мартенситного превращения. Эффективность действия ряда элементов на понижение температуры мартенситного превращения увеличивается в следующем порядке 51, Мп, Сг, N1, С, N. При рассмотрении влияния легирующих элементов на превращение аустенита в мартенсит необходимо учитывать только количество хрома и углерода, находящихся в твердом растворе, а не в карбидах. Стали с более стабильным аустенитом имеют и более высокие запасы ударной вязкости. В связи с этим аустенитные хромоникелевые стали типа 18-8 нашли широкое применение в криогенной технике. [c.190]

В связи с влиянием легирующих элементов на критические точки Л, и Лз, превращение аустенита при охлаждении, положение мартенсит- юй точки в зависимости от легирующего элемента и его концентрации, в условиях даже медленного охлаждения можно получить различные структуры от феррита до аустенита. Поэтому легированные стали в отожженном и в нормализованном состоянии подразделяются на отдельные классы по структурному признаку. [c.279]

На количество v-фазы во вторично закаленном слое, Наиболее сильное влияние оказывает концентрация углерода в аустените, возникающем от нагрева шли( ванием. Количество углерода и легирующих элементов в аустените определяется содержанием их в отпущенном по оптимальному режиму мартенсите, которые зависят от соотношения в стали углерода, вольфрама и ванадия, а также от температуры закалки стали. [c.95]

Легирующие элементы не оказывают заметного влияния на превращения, происходящие в закаленной стали при температуре ниже 150° С. Но они сильно замедляют превращения, происходящие при температуре выше 150° С. Легированный мартенсит устойчивее нелегированного. Карбиды и цементит с растворенными в нем карбидообразующими элементами менее склонны к коагуляции, чем чистый цементит. Карбидообразующие элементы особенно сильно замедляют превращения, происходящие при отпуске. Легирующие элементы, не образующие карбидов, также затрудняют отпуск закаленной стали, но влияние их обычно слабее. Наиболее сильно из элементов, не образующих карбидов, влияет кремний. Отпуск закаленной легированной стали приходится проводить при более высоких температурах, и длительность выдержки увеличивать. [c.164]

Закаливаемость и прокаливаемость стали. Под закаливаемостью понимают способность данной стали к повышению твердости в результате закалки. Закаливаемость стали определяется в основном содержанием в стали углерода. Чем больше в мартенсите углерода, тем выше его твердость (см. рис. 128). Легирующие элементы оказывают небольшое влияние на закаливаемость. [c.219]

Чем больше скорость охлаждения при закалке, тем больше прокаливаемость. Однако всегда скорость охлаждения поверхностных слоев закаливаемой детали (образца) выше скорости охлаждения сердцевины. Поэтому влияние термической обработки оказывается более значительным для поверхностных слоев, чем для нижележащих участков, в которых аустенит в процессе охлаждения при закалке распадается на феррито-карбид-ную смесь. Для сердцевины деталей большого сечения улучшающее влияние термической обработки может проявиться в результате неполной прокаливаемости в небольшой степени или даже не проявиться срединные слои металла могут сохранить почти без изменения структуру и свойства, которые они имели до закалки. Если в аустените присутствуют легирующие элементы, то о<ни повышают его устойчивость против распада при более медленном охлаждении, особенно в перлитной области. Это позволяет получить структуру мартенсита или троостит + мартенсит на значительно большей глубине или даже по всему сечению детали (в зависимости от ее размеров и содержания легирующих элементов в твердом растворе). Устойчивость аустенита возрастает также с увеличением размеров его зерна. Повышение температуры нагрева для закалки вызывает рост зерна аустенита и дополнительно повышает прокаливаемость. Однако рост зерна понижает ударную вязкость, что ограничивает возможность повышения прокаливаемости за счет значительного повышения температуры закалки. [c.201]

Поскольку легирующие элементы в большинстве случаев понижают мартенситную точку М и, следовательно, сокращают температурную зону между этой точкой и комнатной температурой, охлаждение стали со скоростью выше критической скорости закалки (закалка на мартенсит) отмечается появлением в легированной стали значительно большего количества остаточного аустенита, чем в простой углеродистой стали, с равным содержанием углерода. На фиг. 187 показано (по В. Д. Садовскому) влияние некоторых легирующих элементов на количество остаточного аустенита в закаленной стали с 1 % С. Сопоставление этих кривых с фиг. 185 приводит к заключению, что чем энергичнее легирующий элемент понижает точку М, тем в большей степени ои способствует сохранению в закаленной стали остаточного аустенита. Присутствие после закалки на мартенсит значительного количества остаточного аустенита — характерная особенность многих марок легированной стали, особенно при наличии в их составе повышенного содержания углерода. [c.286]

Наибольшей теплопроводностью обладает чистое железо. Углерод понижает теплопроводность сплава. Введение в сталь легирующих элементов также понижает ее теплопроводность. Небольшое влияние оказывает на теплопроводность кобальт Со, сильнее понижает теплопроводность хром Сг, никель — N1, алюминий — А1, кремний — З и марганец Мп. Структурные составляющие по возрастанию теплопроводности располагаются в следующем порядке аустенит, мартенсит закалки и отпуска), перлит. Температура шлифования зависит также от характеристики круга. С увеличением его твердости и при работе засаленным кругом температура шлифования возрастает. [c.376]

Из-за действия указанных выше механизмов упрочнения углерод оказывает столь сильное упрочняющее влияние на мартенсит, что твердость закаленной стали практически не зависит от содержания легирующих элементов, растворенных в мартенсите по способу замещения, а определяется только концентрацией углерода. [c.249]

Среднеуглеродистые и низколегированные стали с содержанием 0,25...0,45 % С, а также стали с суммарным содержанием легирующих элементов до 2,5 % имеют невысокое р 25 10" Ом см, среднее значение теплопроводности Я. и 40 Вт/(м К) и относительно высокое сопротивление пластической деформации при низких температурах (см. рис. 5.20). Повышенное содержание углерода и легирующих элементов обусловливает высокие прочность и твердость этих сталей в начальной стадии нагрева, склонность к образованию кристаллизационных трещин в ядре и склонность к закалке. Структуры закалки (например, мартенсит) повышают хрупкость и снижают пластичность сварных соединений в зоне термического влияния. Рекомендуется использовать для сварки металл в отожженном или нормализованном состоянии и режимы, обеспечивающие относительно медленный нагрев и охлаждение зоны соединения. [c.324]

Остаточный аустенит может перейти в мартенсит или другие структуры при от-п ске или обработке холодом . При обработке холодом остаточный аустенит превращается только в мартенсит и это не сопровождается изменением концентрации и разложением самого мартенсита. При такой обработке, а по последним данным, и при отпуске следует учитывать явление стабилизации аустенита (при остановке охлаждения). Легирующие элементы по их влиянию на устойчивость аустенита при отпуске располагаются в основном в том же порядке, что и при закалке наиболее сильно влияет марганец, затем идут хром, никель и др. Кремний также значительно увеличивает устойчивость аустенита при отпуске. [c.564]

Участок нормализованного металла имеет весьма мелкозернистое строение. Температура нагрева 800—1000° С. В зависимости от содержания углерода, легирующих элементов и скорости охлаждения образуется мартенсит, троостит или сорбит. При пониженном содержании углерода или замедленном охлаждении микроструктура представляет сорбит или сорбитообразный перлит, окаймленный тонкой прерывистой сеткой феррита. Последний может быть и с равномерно распределенным включением. Глубина зоны термического влияния несколько больше, чем у перегретого участка. [c.13]

С точки зрения прокаливаемости стали при сравнительно низком содержании С и легирующих элементов эффективны микродобавки В в количестве 0,001—0,006 % Это открывает возможности уменьшения содержания легирующих элементов в стали В сочетании с 0,15—0,5% Мо — В обеспечивает получение устойчивой против разупрочнения бейнитно-мартенсит-ной структуры металла зоны термического влияния (ЗТВ) в широком диапазоне режимов сварки [c.181]

Поперечный шлиф. При этой температуре превращения ликвация оказывает значительное влияние на формирование структуры. Бейнитное превращение начинается в областях с низким содержанием легирующих элементов. В областях, обогащенных легирующими элементами, образуется только мартенсит, который содержит остаточные карбиды. [c.101]

Для увеличения сопротивляемости сплавов абразивному изнашиванию в различных условиях эксплуатации, легирование является одним из наиболее эффективных путей повышения работоспособности деталей и срока их службы. [11,30,35,38,51,63,65]. Основным легирующим элементом, который определяет износостойкость материала, является углерод [38,62,66-72]. Влияние углерода на сопротивление металла изнашиванию существенно зависит от того, в каком виде он находится в сплаве, связан ли в специальные карбиды или растворён в твёрдом растворе [38,67,68]. Углерод является одним из главных компонентов влияющих па износостойкость сталей и сплавов, хотя в железе растворение его сопровождается уменьшением величины сил межатомной связи в феррите, аустепите [115] и мартенсите [99]. [c.42]

Наиболее сильное влияние на повышение твердости оказывают титан и бериллий. Менее сильное действие оказывают такие элементы, как А1, Nb, Мо, Si, Та, V, W, а самое слабое — кобальт, медь и цирконий. Выделений кобальта в сталях, подвергшихся мартенсит-ному старению, не наблюдается. Его влияние проявляется главным образом в том, что он уменьшает растворимость в твердом растворе остальных легирующих компонентов. Между пределом текучести и составом этих сталей, содержащих небольшое количество углерода и 18% Ni, можно установить следующую зависимость [c.258]

Легирующие элементы не изменяют природы мартен-ситного превращения, но они влияют на температуру начала и конца этого превращения. Большинство легирующих элементов снижают температуру начала мартенсит-ного превращения, особенно марганец. Алюминий и кобальт представляют исключения они повышают температуру начала мартенситного превращения Ма. Кремний почти не влияет на нее. Под влиянием легирующих элементов снижается также температура конца мартенситного превращения (М ). [c.50]

Ti 2,7% Мп 9,7% Со 2,6% Си. Выплавленные стали гомогенизировали при 1150°С в течение 16 ч. Выбор сталей мартенситного, а не переходного класса в настовдем исследовании не является случайным. В этих сплавах после закалки от 900-1000°С в воде образуется практически одинаковое и достаточно большое количество мартенсита (85-95%), что позволяет сравнить влияние легирующих элементов на фазовый наклеп аустенита (испытание свойств фазонаклепанного аустенита проводилось выше Мд - при 350°С на образцах диаметром 6 мм). Исследованные стали содержали пакетный мартенсит, аналогичный мартенситу нержавеющих сталей с Мн<Оо (см. раздел 3.2). Определение влияния легирования на фазовый наклеп в аустенитных метастабильных сталях представляло бы, несомненно, более трудную задачу из-за необходимости получения одинакового и большого количества мартенсита при обработке холодом. [c.213]

Легирующие элементы не влияют на кинетику мартенсит-ного превращения, которая, по-видимому, похол<а во всех сталях. Их влияние сказывается здесь исключительно на положении температурного интервала мартенситного превращения, а это в свою очередь отражается и на количестве остаточного аустенита, которое фиксируется в закаленной стали. Некоторые элементы повышают мартенситную точку и уменьшают количество остаточного аустенита (алюминий, кобальт), другие не влияют на нее (кремний), но большинство снижает мартенситную точку и увеличивает количество остаточного аустенита (рис. 285). Из диаграммы видно, что 5% Мп снижает мартенситную точку до 0°С, следовательно, ири таком (или большем) содержании этого легирующего элемента охлаждением можно зафиксировать аустенитное состояние. [c.357]

На начальной стадии распада мартенсита в легированных сталях образу-61СЯ е-карбнд, имеющий тот же состав (по легирующим элементам), что и мартенсит (показано С. 3. Бокштейном На этой стадии отпуска влияние [c.358]

Влияние отпуска на механические свойства. Распад мартенсита при отпуске влияет на все свойства стали. При низких температурах отпуска (до 200—250 °С) уменьшается склонность стали к хрупкому разрушению. В случае низкотемпературного отпуска твердость закаленной и отпущенной стали мало зависит от содержания в ней легирующих элементов и определяется в основном содержанием углерода в а-растворе (мартенсите). В связи с этим высокоуглеродистые стали, имеющие высокую твердость после закалки, сохраняют ее (более высокое содержание углерода в мартенсите) и после отпуска при температурах до 200— 250 °С. Прочность и вязкость стали при низких температурах отпуска несколько возрастает вследствие уменьшения макро- и микронапряжений и изменения структурного состояния. Повышение температуры отпуска от 200—250 до 500—600 °С заметно снижает твердость, временное сопротивление, предел текучести и повышает относительное удлинение, сужение (рио. 128, а) и трещиностой-кость Кхс- [c.187]

Легирующие элементы слабо влияют на кинетику распада мар тенсита до температур отпуска 150—200 °С и существенно изменяют ее при более высоких тем пературах Карбидообразующие элементы (Сг, Мо, W, V, Nb) силь но замедляют распад мартенси та — выделение из него углерода Если в углеродистой стали прак тически весь углерод выделяется из мартенсита при 250—300 °С, то в сталях с карбидообразующи ми элементами этот процесс сдви гается в сторону более высоких температур (до 400—500°С) Такое влияние этих элементов, очевидно, связано с уменьшением термодинамической активности углерода в растворе (см гл IV, п 6), т е с увеличением сил связи Между атомами углерода и карби дообразующего элемента в растворе [c.108]

Влияние строения и свойств матричной фазы (мартенсита) на свойства инструментальных сталей. Твердость мартенсита закаленных инструментальных сталей определяется содержанием в нем углерода (рис. 3). У заэвтектондных и ле-дебуритных сталей оно ниже общего содержания углерода в самой стали, поскольку при нагреве до температуры закалки структура состоит из аустенита и избыточных карбидов. Чем больше в структуре стали с данным содержанием углерода нерастворенных карбидов, тем меньше доля углерода и легирующих элементов, фиксируемых, в мартенсите. Если при охлаждении нз аустенита могут выделиться карбиды, то содержание углерода в мартенсите будет меньше. [c.380]

Мартенсит, полученный закалкой с высоких температур (1000— 1100° С), обладает меньшим сопротивлением разрушению при ми-кроударном воздействии и разрушается неравномерно (рис. 62, б). Это объясняется крупноигольчатым строением мартенсита наличием в его структуре микроскопических трещин и большого количества остаточного аустенита. Легирующие элементы не оказывают большого влияния на эрозионную прочность мартенсита. Свойства мартенсита в микрообъемах и, в частности, его сопротивляемость микроударному разрушению определяются в основном содержанием в нем углерода. [c.104]

Диффузионные процессы в микрообъемах металла, примыкающих непосредственно к поверхности трения или к пленкам вторичных структур, могут приводить к значительным структурным изменениям в этих микрообъемах. Фрикционный нагрев способствует протеканию в поверхностном слое процессов отпуска, возврата и рекристаллизации, что приводит к разупрочнению поверхности, снижению ее несущей способности, усилению схватывания. В тяжелых условиях трения (высокие скорости и давления, отсутствие смазки), когда имеет место интенсивный фрикционный нагрев, в поверхностном слое стали может происходить а -> Y превращение. Возникает так называемый аустенит трения. И. М. Любарский с сотр. обнаружил на поверхности трения стали 20Х2Н4А аустенитный слой толщиной в несколько микрометров. После прекращения трения в процессе охлаждения этот аустенит полностью или частично распадался [20.40]. Аустенит трения в ряде случаев обладает повышенной устойчивостью и может сохраняться в структуре после охлаждения до комнатной и более низких температур. Это объясняется высоким уровнем его легированности, а также стабилизирующим влиянием деформационного и фазового наклепа. Поверхностный слой обогащается легирующими элементами в результате их диффузии из глубинных слоев металла (термодиффузия, восходящая диффузия), а также из окружающей среды. Так, при термическом разложении смазки в зоне контакта поверхность металла может насыщаться углеродом и другими элементами, содержащимися в смазке. Аустенит трения, обладая повышенной прочностью, теплостойкостью, может, увеличивать сопротивление стали изнашиванию. Образование аустенита при трении и его ускоренное охлаждение (вторичная закалка) приводят к формированию нетравящихся ( белых ) слоев на поверхности стальных деталей. Белые слои обладают высокой микротвердостью Я = 9 — 15 ГПа и значительной хрупкостью. Структура белых слоев и условия их возникновения при трении были рассмотрены в работах Б. Д. Грозина, К- В. Савицкого, И. М. Любарского и др. Установлено, что белые слои характеризуются высокой дисперсностью структуры, химической неоднородностью и сложным фазовым составом. В них присутствуют аустенит (20—80%), так называемый скрытноигольчатый (или мелкокристаллический) мартенсит и карбиды. В условиях динамического нагружения белые слои из-за высокой хрупкости интенсивно выкрашиваются, что и ведет к ускоренному повреждению поверхности. [c.396]

На карбидные превращения при отпуске легирующие элементы сильно вляют при температурах выше 450°С, когда становится возможным их диффузионное перераспределение. В результате этого влияния образуются специальные карбиды. Возможны два механизма их появления. Во-первых, концентрация карбидообразующего легирующего элемента в результате его диффузионного перераспределения между а-раствором и цементитом возрастает до такой величины в цементите, что он превращается в специальный карбид. Например, легированный цементит (Ре, Сг)зС так превращается в карбид хрома (Сг, Ре)7Сз. Во-вторых, специальный карбид может зародиться прямо в пересыщенном легирующим элементом а-растворе. Первоначально могут образовываться частично когерентные выделения промежуточного специального карбида. Его выделение сопровождается растворением цементита, который в легированной стали является менее стабильной фазой. Частицы специальных карбидов обычно предпочтительно зарождаются на дислокациях в мартенсите. При более высоких температурах отпуска промежуточный специальный карбид заменяется стабильным специальным карбидом. [c.345]

Содержание хрома в мартенсите ограничено, несмотря на то что увеличение содержания хрома повышает коррозионную стойкость материала (рис. 1.8). На этом рисунке представлена диаграмма, являющаяся модификацией диаграммы, впервые предложенной Шеффлером. Она показывает зависимость структуры материала от его состава после быстрого охлаждения от 1050° С до комнатной температуры. Другие легирующие элементы, используемые при производстве стали, в разной степени оказывают такое же влияние, как хром или никель. Эти элементы, если они присутствуют в достаточном количестве, следует учитывать при практическом использовании подобной диаграммы. Более подробное изложение можно найти в [1, 2], а в данном случае ди- [c.24]

По мере увеличения содержания углерода и стали или легирующих элементов повышается чувствительность такой стали к температурному режиму сварки или наплавки. Углерод и почти все легирующие примеси при охлаждении стали замедляют процесс распада ауетенита. Первое место в этом отношении принадлежит углероду, а затем по убывающей степени располагаются хром, молибден, ванадий, марганец, медь, никель, кремний и др. В зависимости от количества этих элементов и скорости охлаждения стали в зоне термического влияния возможно образование смешанной структуры феррит—перлит— мартенсит или даже только структуры мартенсита. Таким образом, в зоне термического влияния появляются небольшие участки металла с различными механическими свойствами, разными коэффициентами линейного и объемного расширения. В результате металл этой зоны оказывается в условиях сложного напряженного состояния. Степень напряженности зависит от характера и объема структурных превращений в зоне термического влияния, от величины усадки металла шва, пластичности металла, жесткости изделия. [c.248]

Как уже отмечалось, износостойкий наплавленный металл является высокоуглеродистым. Введение в такой высокоуглеродистый сплав на железной основе легирующих элементов оказывает двоякое действие. С одной стороны, карбидообразующие легирующие элементы участвуют в образовании карбидной фазы и часто определяют ее характер. Ряд элементов образует бориды, карбобориды, карбонитриды. Наибольшее значение для формирования свойств наплавленного металла имеют карбиды. С другой стороны, легирующие элементы влияют на характер и свойства матрицы сплава. Влияние на характер матрицы связано главным образом с изменением устойчивости аустенита и изменением продуктов распада при его охлаждении после наплавки. Кроме того, легирующие элементы на диаграмме состояния железо — углерод сдвигают влево критические точки эвтектоидного и эвтектического превращений и способствуют образованию чугунов при меньшей концентрации углерода, чем это показано на диаграмме состояния железо — углерод. Таким образом, легирование может обеспечить получение мартенситной, аустенитной и ледебуритной матриц, а также матриц из смесей указанных фаз. Важно и то, что, регулируя легирование качественно и количественно, можно весьма благоприятную аустенитную матрицу сделать стабильно аустенитной и частично нестабильной, способной к частичному превращению в мартенсит при деформации поверхностных слоев, сопровождающей изнашивание. [c.320]

Целью легирования инструментальных сталей, принадлежащих к этой группе, в первую очередь является увеличение толщины прокаливаемого слоя, так как твердость обеспечивается большим содержанием углерода в мартенсите. Чем разнообразнее добавки содержит сталь, тем больше диаметр прокаливаемости или расстояние, измеренное от охлаждаемого торца на образце Джомини (рис. 161). Наиболее значительно увеличивает прокаливаемость легирование марганцем, молибденом, хромом и кремнием. С помощью легирования кремнием можно увеличить пределы упругости и текучести. Однако под влиянием добавок кремния растет твердость стали в отожженном состоянии и значительно увеличивается ее склонность к обезуглероживанию. У сталей, легированных, кремнием, температура эвтектоидных превращений выше, чем у нелегированных. Таким образом, для растворения карбидов требуется также большая температура. Сильные карбидообразующие элементы (ванадий, вольфрам, молибден, хром) в небольших количествах растворяются в цементите, уменьшая при этом его растворимость и склонность к коагуляции. Благодаря этому увеличивается устойчивость стали против отпуска и уменьшается чувствительность к образованию крупнозернистой структуры. Однако при наличии легирующих компонентов в количестве более 1—1,5% образуются карбиды уже больших размеров и возникает неоднородность в распределений карбидной фазы главным образом в продольном сечении. Влияние [c.173]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...