Диффузия углерода

Кроме рассмотренного ранее процесса образования графита непосредственно при кристаллизации, возможен и другой способ образования графита. Как уже неоднократно указывалось, цементит — неустойчивое соединение и при определенных условиях (определенной температуре) распадается с образованием аустенита и графита или феррита и графита. Для осуществления этого процесса требуется диффузия углерода к центрам кристаллизации графита и самодиффузия железа от мест, в которых графит выделяется. [c.207]

При 727°С (А ) и ниже 200°С d) скорость превращения равна пулю, так как при 727°С равна нулю разность свободных энергий, а при 200°С равна нулю (точнее, недостаточна) скорость диффузии углерода. [c.244]

Если аустенит переохладить до таких температур, когда -у-решетка, несмотря на наличие растворенного в ней углерода, неустойчива, но скорость диффузии углерода вследствие низких температур так мала, что с ней можно не считаться, то происходит перестройка решетки без выделения углерода [c.258]

В аустенито-перлитном превращении ведущую роль играет диффузия углерода, и превращение следует назвать диффузионным. [c.258]

Определяющей особенностью бейнитного превращения является то обстоятельство, что оно протекает в интервале температур, когда практически отсутствует диффузия (самодиффузия) железа, но интенсивно протекает диффузия углерода, т. е. интервал бейнитного превращения расположен выше точки d, но ниже точки е Чернова (см. рис. 194). [c.270]

В твердых растворах внедрения процесс диффузии облегчается тем, что не требуется вывода атома (иона) растворителя в иррегулярное положение, и поэтому энергия активации меньше, чем при образовании твердых растворов замещения. 1-[апример, при диффузии углерода в 7-железе Q 30 ккал/г-атом. В случае диффузии металлов в 7-железе (растворы замещения) Q 60 ккал/г-атом. Коэффициенты диффузии в этих двух случаях различаются в тысячи и десятки тысяч раз. Так, для стали с 0,2% С при 1100°С коэффициент D = 6-10 для диффузии углерода и D = 6-10- для диффузии молибдена. [c.322]

Никель, хотя и уменьшает растворимость углерода в аустените (рис. 362) и делает аустенит после закалки менее пересыщенным, тем не менее усиливает склонность стали к межкристаллитной коррозии (рис. 365), что объясняется тем, что никель ускоряет диффузию углерода и поэтому быстрее выделяется по границам зерна карбидная фаза. [c.492]

Существенно изменяется у различных элементов и величина О. Так, у стали с 0,2% С при 1100° С и диффузии углерода D=6 10 а при диффузии молибдена 0=6-10 ". [c.138]

Легирование титаном или ниобием. Легирование аустенит-ных сплавов небольшими количествами элементов, обладающих большим сродством к углероду, чем хром, предотвращает диффузию углерода к границам зерен. Уже имеющийся здесь углерод взаимодействует с титаном или ниобием, а не с хромом. Сплавы такого рода называют стабилизированными (например, марки 321, 347, 348). Они не проявляют заметной склонности к межкристаллитной коррозии после сварки или нагрева до температур сенсибилизации. Наилучшей стойкости к межкристаллитной коррозии при нагреве сплава до температур, близких к 675 °С, достигают в результате предварительной стабилизирующей термической обработки в течение нескольких часов при 900 °С [14, 19]. Эта обработка эффективно способствует переходу имеющегося углерода в стабильные карбиды при температурах, при которых растворимость углерода в сплаве ниже, чем при обычно более высокой температуре закалки. [c.307]

Некоторые из предложенных объяснений склонности ферритных нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии основаны на разнице скоростей растворения различных образующихся карбидов или на предполагаемой большей реакционной способности напряженной кристаллической решетки металла. Однако наиболее убедительное объяснение получено с помощью теории, широко используемой для объяснения этих явлений в аустенитных нержавеющих сталях. Согласно этой теории, разрушения происходят вследствие обеднения границ зерен хромом [36—38]. Различия в температурах и времени, необходимых для сенсибилизации этих сталей, объясняются более высокими скоростями диффузии углерода, азота и хрома в ферритной объемно-центрированной кубической решетке по сравнению с аустенитной гранецентрированной. В соответствии с этим, карбиды и нитриды хрома, которые растворены при высокой температуре, ниже [c.310]

Дальнейший рост карбидов происходит вследствие диффузии углерода и хрома из твердого раствора к границам зерен, В связи с тем. что при отпуске скорость диффузии углерода намного выше скорости диффузии хрома, в образовании карбидов участвует весь углерод твердого раствора, в то время как в реакции образования карбида участвует только хром, находящийся в твердом растворе около границ зерен. В результате этого процесса при температуре отпуска через некоторый промежуток времени по границам зерен образуется обедненная хромом область. Содержание хрома в этой [c.85]

При одновременной диффузии углерода и азота ускоряется диффузия углерода После нитроцементации следует закалка непосредственно из печи, а затем отпуск при 160 180 С. Структура нитроцементованного слоя состоит из мелкокристаллического мартенсита, небольшого количества мелких равномерно распределенных карбонитридов и 30.. 50% остаточного аустени-ча Твердость слоя после закалки и низкого отпуска 58.. 60 ИКС. Высокое содержание остаточного аустенита обеспечивает хорошую прирабатываемость деталей (например, шестерен). Толщина нитроцементованного слоя составляет 0,2. 0,8 мм. Нитроцементации обычно подвергают детали сложной конфигурации, склонной к короблению (процесс идет при более низких температурах, чем при цементации), больше сопротивление износу и коррозионная стойкость. [c.78]

Коэффициент диффузии зависит от типа образующихся твердых растворов. Например, для диффузии углерода в стали с содержанием [c.238]

Рассмотрим превращение переохлажденного аустенита на примере стали эвтектоидного состава (0,8% С). С увеличением степени переохлаждения (ниже 727° С) увеличивается разность свободных энергий AF аустенита и перлита, что ускоряет процесс превращения. Но в этих условиях уменьшается скорость диффузии D углерода, что замедляет превращение переохлажденного аустенита (рис. 82, а). Скорость диффузии углерода особенно умень- [c.114]

Легирующие элементы по-разному влияют на условия равновесия. В сплавах железа никель и марганец понижают критическую точку и повышают точку Л4, расширяя тем самым область -фазы (рис. 85, а), т. е. способствуют образованию аустенита. Элементы Сг, W, Мо, Si, V повышают точку A3 и понижают точку Л4, сужая тем самым 7-область (рис. 85, б), т. е. способствуют стабилизации феррита. Большинство легирующих элементов влияют на кинетику превращения аустенита, как правило, замедляя его последнее объясняется тем, что диффузия легирующих элементов, образующих твердые растворы замещения, происходит медленнее, чем диффузия углерода, что задерживает скорость роста зародыша в процессе превращения аустенита. Схемы типичных случаев влияния легирующих элементов на кинетику превращения приведены на рис. 86 (для сравнения штриховой линией показана ветвь С-кривых, для нелегированной стали). Элементы Мп, Ni, Si, не образующие специальных карбидов (за исключением Мп), замедляют аустенитное превращение, не изменяя формы С-кривыХ [c.118]

Экспериментальные исследования диффузии внедренных атомов в ОЦК решетке различных металлов [1], проведенные в широком интервале температур, обнаружили в некоторых случаях отклонения от температурной зависимости типа (23,25). Такие аномалии были обнаружены при диффузии углерода в а-железе, вольфраме и тантале [18, 19] (рис. 63, 64). Зависимость 1пО от 1/Г для диффузии углерода в а-железе обсуждалась также в [17], где приведена сводка экспериментальных данных. При диффузии углерода в вольфраме в интервале от 1800 до 2800°С (где не происходит фазовых превращений) аномальные отклонения от прямолинейности кривой зависимости 1п7) от ЦТ были замечены только выше 2600°С, а для диффузии углерода в тантале, изученной в интервале 600 — 2600°С, заметные отклонения были обнаружены выше 1400°С. [c.260]

Следует подчеркнуть, что при образовании покрытий в основном протекает три процесса а) восстановление хлоридов ниобия водородом с осаждением металлического ниобия б) термическое разложение метана с выделением свободного и наиболее активного углерода в) реактивная диффузия углерода в ниобий с образованием соединений и различных фаз. [c.47]

При более низких температурах скорость реактивной диффузии углерода в ниобий мала, вследствие чего образуется смесь свободного углерода и металла. [c.49]

В Институте физической химии АН СССР в течение ряда лет ведутся исследования по образованию защитных покрытий на различных подложках. В настоящем сообщении приводятся результаты исследований по созданию покрытия из карбида ниобия на графитовой подложке методом газодиффузионного нанесения. Покрытие образовывалось в результате термического разложения паров пятихлористого ниобия на нагретой графитовой подложке и одновременно протекающего процесса реактивной диффузии углерода в слой осаждаемого металла с образованием карбида ниобия. [c.125]

Аустенит переохлажден ниже Л, и, следовательно, Fa Fx, а диффузия углерода не равна нулю. [c.244]

В соответствии с этой обобщенной диаграммой распад аустенита происходит в интервале температур, ограниченном горизонталями А и d. Обозначение, а также физический смысл температур, обозначенн1,1х линиями end (точки для определенного содержания углерода), были даны Д. К- Черновым. В современной интерпретации выше точки е скорость диффузии железа и легирующих элементов достаточна для реализации соответствующих фазовых превращений, выше точки d достаточна лишь скорость диффузии углерода. Следовательно, ниже точки d превращения могут быть только бездиффузион-ные (мартенситные), а между точками е w d превращение про- [c.252]

Не следует думать, что ниже 80°С вовсе не происходит распада мартенсита. При этих температурах протекают те же превращения, связанные с выделением карбида, но весьма медленно. Так, в мартенсите закаленной ста/iH с 1,357о С за 40 мес. выдержки при 20°С содержание углерода уменьшилось до 1,02%. Изучение превращений при низкой температуре (ниже 150°С), проведенное Г. В. Курдюмовым и др., показало, что малая скорость диффузии углерода при этих температурах накладывает своеобразный отпечаток на этот процесс. [c.272]

Существует ряд теорий, объясняющих появление в этих сталях склонности к межкристаллитной коррозии. Наиболее общепринятой и достаточно хорошо обоснованной теорией, объясняющей механизм межкристаллитной коррозии, является теория обеднения твердого раствора по границам зерен хромом из-за тлдслеиия в этой зоне карбидов хрома. Хром — элемент, более склонный к карбидообразованию, чем железо, а никель не обладает способностью образовывать карбиды. Однако сам факт выделения карбидов хрома по границам зерен не мог бы вызвать обедненне сплава хромом, если бы скорости диффузии углерода н хрома б лли одинаковы. Причиной обеднения границ зерен хромом является высокая скорость диффузии углерода и низкая скорость диффузии хрома, вследствие чего в образовании карбидов участвует почти весь углерод сплава, а хром — только пограничной зоны, где и идет образование карбидов. [c.163]

На второй стадии 11 )евраид,ения (при 150--.350 ( ) из мар геиеита выделяются карбиды н, следовательно, он обедняется yi iep(yi,(jM При этих температурах диффузия углерода возрастает, и кри сталлы карбидов укрупняются в результате притока атомов углерода из областей твер- а-растоор ° дого раствора (мартенсита) с повышенной ф ф ф k [c.185]

Легирующие элементы, присутствующие в стали, оказывают влияние на структуру цементуемого слоя, механизм его образования и скорость диффузии. В случае цементации сталей, легированных карбидообразующими элементами, при температуре диффузии возможно образование двухфазного слоя из аустенита и карбидов глобулярной формы. При этом аустенит обедняется углеродом и карбидообразующнми элементами (Сг, Мп, Ti) и на поверхности после закалки образуются пемартенситные структуры, способствующие снижению твердости и особенно предела выносливости. Суммарная концентрация углерода на поверхности цементированного слоя сталей, легированных карбидообразующими элементами, может достигать 1,5—2,0 % и более. Карбидообразующие элементы (Сг, Мп, Мо, W и др.) увеличивают энергию активации Q, уменьшают коэффициент диффузии углерода в аустените. Никель и кобальт повышают коэффициент диффузии углерода в аустените. Однако на толщину слоя, легирующие элементы в том количестве, в котором они присутствуют в цементуемых сталях, практически не влияют. [c.233]

В описанных выше малоуглеродистых нержавеющих хромо-молибденистых сталях концентрация углерода в некоторых случаях превышает 0,01 %, однако они не подвержены межкристаллитной коррозии благодаря присутствию молибдена, который замедляет диффузию углерода и азота, а также влиянию титана и ниобия, которые (если они входят в состав стали) реагируют предпочтительно с углеродом и азотом. [c.310]

Бейнитное превращение, называемое также промежуточным, характерно при сварке большинства углеродистых и легированных сталей при скоростях охлаждения в диапазоне аим1...Шм2. Оно происходит в интервале температур 770 К... Гм , когда само-диффузия железа и диффузия легирующих элементов практически отсутствуют, а диффузия углерода еще достаточно существенна. Различают верхний (Бв) и нижний (Бн) бейнит, образующиеся соответственно в верхней и нижней части температурного интервала превращения. [c.524]

На стадии зарождения карбидов их самоорганизация происходит без-диффузионным путем, гак как выделившийся кристаллик карбида использует углерод из близлежащих объемов для своего начального роста и не требует диффузии углерода на расстояния, существенно больших межатомного. Процесс прекращается из-за отсутствия углерода в окружающих кристаллик карбидной фазы областях. Так что эволюция системы в процессе превращения на этой стадии состоит в выделении мельчайших карбидных частиц и ростом их плотности, без изменения размеров. С увеличением плотности карбидных частиц увеличивается доля областей с гюниженным содержанием углерода в твердом растворе, а доля областей с повышенным содержанием углерода уменьшается. Такой распад твердого раствора, как известно, получил название гетерогенного или скачкообразного. Карбидные частицы имеют форму тонких пластинок толщиной в несколько ангстрем. При исчерпании системой воз- [c.206]

Легирующие элементы, присутствующие в легированных сталях, оказывают определенное влияние на процессы превращения перлита в аустенит. Они в больпшнстве случаев растворяются в аустените, образуя твердые растворы замещения. Диффузия легирующих элементов (Ti, Zr, V, Mo, W) происходит значительно медленнее, чем диффузия углерода. Поэтому легированные стали нагревают до более высоких температур и задают более длительную выдержку при температуре нагрева для получения однородного аустенита, в котором растворяются карбиды легирующих элементов. [c.161]

Образование перлита обусловлено диффузией углерода и самодиф-фузией атомов железа. Поэтому на скорость превращения с увеличением степени переохлаждения ускоряюще действует рост AG = = Саус, и замедляющее влияние оказывает уменьшение коэф- [c.161]

При охлаждении стали с высоких температур с большой скоростью, при которой диффузия углерода из твердого раствора под ляется, происходит бездиффузион-ное превращение актеиита по реакции [c.113]

Ковенский И. И. Исследование диффузии углерода в трех тугоплавких металлах в широком интервале температур, [1], с. 283. [c.360]

Замедляющее действие окислов на диффузию наблюдалось неоднократно. Смолуховский [18] исследовал влияние молибдена и вольфрама на коэффициент диффузии углерода в у-Ее. Оказалось, что вольфрам в два раза сильнее уменьшает коэффициент диффузии, чем молибден. Примесь углерода увеличивает коэффициент диффузии в 2—3 раза. Блантер [19], также изучавший влияние легирующих элементов на диффузию углерода в у-Ее, пришел к выводу, что примеси, не образующие стойких карбидов, уменьшают Е, незначительно уменьшают а в некоторых случаях [c.21]

Образцы молибдена и вольфрама с ниобиевым покрытием кар-бидизировались в засыпке из сажи с добавкой 3% NH4 1 в печи Таммана в среде водорода по режимам, рассчитанным на основании данных о диффузии углерода в ниобий [6]. Так, при температуре 1800° С за один час слой ниобия толщиной 50 мк был полностью, карбидизирован. При этом образовался карбид ниобия N50 с микротвердостью 1950 + 150 кг/мм и периодом решетки 4.455 кХ. Микроструктура такого слоя представлена на рис. 2, в и г. [c.78]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...