Железо — хром — углерод

Практически все технические сплавы железа с хромом содержат углерод. Последний вносит в структуру двойной системы ряд существенных изменений. Углерод принадлежит к элементам, способствующим расширению -области, и требуется более высокое содержание хрома, чтобы получить устойчивую ферритную структуру. Так, содержание углерода в 0,25% расширяет Т-область до 20—21 % Сг 0,4% С — до 27—28 /о Сг. [c.113]

Нержавеющими сталями обычно называют коррозионностойкие сплавы на основе железа и хрома, содержащие углерод, а в некоторых случаях и другие легирующие элементы никель, молибден, марганец, медь, титан и т. д. [c.96]

Твердые растворы внедрения могут возникнуть только в тех случаях, когда диаметр атома растворенного элемента невелик. Поэтому твердые растворы этого типа получаются лишь при растворении в металле (например, в железе, молибдене, хроме и т. д). углерода (атомный радиус 0,077 нм), азота (0,071 нм), водорода (0,046 нм), т. е. элементов с малым атомным радиусом. Твердые растворы внедрения могут быть только ограниченной концентрации, поскольку число пор в решетке ограничено, а атомы основного компонента сохраняются в узлах решетки. Роль этого вида твердого раствора значительна в сталях и чугунах. [c.81]

Сплошные карбидные структуры возникают в результате непосредственного химического взаимодействия металла с углеродом разлагающейся при трении смазки путем реакционной диффузии. Для образования карбидов совершенно не обязательно нагревание поверхностных слоев до температур, превышающих точку фазового перехода (в аустенит), как и охлаждение с большой скоростью. В связи с этим появления карбидных слоев при трении можно ожидать при умеренных температурах и на любых карбидообразующих металлах и их сплавах, в том числе таких, которые в твердом состоянии углерод не растворяют. Подтверждением этого служат полученные на поверхности трения нетравящиеся структуры, состоящие из карбидов хрома и железа (на хроме), карбидов никеля и железа (на никеле) и карбидов хрома, никеля, железа (на нихроме). [c.27]

Карбиды вольфрама и молибдена в сталях менее стабильны, чем карбиды хрома, ванадия, титана и ниобия. Стойкость карбидов железа и хрома может изменяться за счет растворения ими разных металлов, усиливающих или ослабляющих прочность межатомной связи между металлом и углеродом. Как правило, элементы, сами образующие карбиды, более стойкие, чем основной карбид, растворяясь в нем, повышают его стойкость. Наоборот, элементы, образующие менее стойкие карбиды, понижают стойкость основного карбида. [c.161]

С. 3. Бакштейном, чл.-корр. АН СССР С. Т. Кишкиным и др. был разработан метод авторадиографии металлов и проведены исследования диффузии олова, железа, хрома и углерода в различных металлах. [c.190]

Кривые равновесия железа и хрома с углекислым газом и окисью углерода совершенно различны. Если для железа при постоянном соотношении парциальных [c.224]

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]

В США широко используется нержавеющая сталь типа 18/8, а в Великобритании она всегда разрушается в результате пит-тинга, который проявляется после 7—9 месяцев службы и быстро поражает нержавеющую сталь, вероятно, в результате допускаемых условий застоя. Непрерывное повышение уровня знаний в области материалов и технологии их получения привело к созданию сплавов со значительно лучшими свойствами. Сплавы железа с хромом и молибденом теперь могут быть получены электроннолучевой плавкой, они содержат низкий процент углерода, кислорода и примесных элементов, что обеспечивает кроме хороших механических свойств отличное сопротивление воздействию среды. Есть надежда, что сплав Орион-61 , содержащий 26% Сг, 2% Мо, >0,01% С, будет обладать хорошей прочностью и хорошей стойкостью против питтинговой коррозии и хорошо свариваться. Эти свойства будут очень полезны при использовании его для труб конденсатора. [c.235]

Твердые растворы этого типа получаются лишь при растворении в металле (например, в железе, молибдене, хроме и т. д.) углерода (атомный радиус 0,077 нм), азота (0,071 нм), водорода (0,046 нм), т. е. элементов с малым атомным радиусом. Твердые растворы внедрения могут быть только ограниченной концентрации, поскольку число пор в решетке ограничено, а атомы основного компонента сохраняются в узлах решетки. Роль этого вида твердого раствора значительна в сталях и чугунах. [c.39]

Особенно усиливается склонность к я.к. при наличии в металле нескольких вредных примесей, например азота (0,042 %) и углерода (0,014 %), углерода (0,028 %) и меди (0,12 %). В этих случаях наблюдали массовое образование крупных язв уже через 96 ч испытания. На участках, свободных от язв, нагреватели исследованных составов бьши покрыты окисью алюминия, верхний слой которой в ряде случаев имел вкрапления окиси железа и хрома. [c.96]

На рис. 74 представлены кривые равновесия атмосферы СО - СО, с железом и хромом, показывающие, что высоко.хромистые сплавы не окисляются только при больших соотношениях СО/СО,. Науглероживающая способность атмосферы оценивается величиной углеродного потенциала, Углеродным потенциалом газовой среды с заданными параметрами (состав, температура) условно называют предел, к которому стремится концентрация углерода в стали, помещенной в эту среду, при времени, стремящемся к бесконечности [67]. Если исходная концентрация углерода в стали ниже значения углеродного потенциала атмосферы, то возможно насыщение металла углеродом, а если выше, то возможно обезуглероживание. Из практики углеродный потенциал среды определяется По степени науглероживания фольги из чистого железа [б8]. [c.110]

В результате плавки получено 1456 кг металла следующего химического состава 99,06% Сг, 0,24% Si, 0,24% А1, 0,41% Fe, 0,019% С, 0,10% N, 0,016% S и 0,007% Р. Следовательно, в процессе восстановительных реакций в металл перешло 1450 кг хрома, 3,5 кг кремния, 3,5 кг алюминия, 0,6 кг железа, 0,28 кг углерода, 1,46 кг азота, 0,23 кг серы и 0,10 кг фосфора. [c.127]

Рис. 42. Схема восстановления железа и хрома углеродом из хромовой руды

Хром в сплавах с железом и высоким содержанием углерода образует ряд сложных карбидов, которые при соответствующих условиях могут находиться в твердом растворе и в свободном состоянии. При введении углерода часть хрома связывается в карбиды, происходит сильное обеднение твердого раствора хромом. [c.214]

Из сопоставления кривых равновесия железа и хрома с углекислым газом и окисью углерода следует, что они имеют противоположный характер. Если для железа при постоянном отношении парциальных давлений Рг о [c.669]

По сравнению с кристаллическими аналогами АМС сохраняют избыточную энергию, которая выделяется при кристаллизации. По этой причине АМС химически активны коррозионно-стойкими являются лишь сплавы, у которых образуется пассивирующая защитная пленка. Это, в первую очередь, сплавы железа с хромом и достаточным количеством фосфора и углерода. По сравнению с коррозионно-стойкими сталями эти АМС оказываются более стойкими и для придания им коррозионной стойкости требуется меньше хрома 8 - 9 % против 13 % в сталях. [c.81]

Медь (Си+) Марганец (Мп Кадмий Платина Никель Железо (Fe +) Хром . Вольфрам Молибден Углерод. Кобальт. Водород. Олово. . Золото. Титан. . [c.9]

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]

Кобальт обычной чистоты представляет собой недостаточно пластичный металл и поэтому металлический кобальт мало применяют в технике. Однако сплавы на основе кобальта или содержащие заметное его количество, играют важную роль в современной технике. Сплавы на основе кобальта, часто называемые стеллитами, легированы значительным количеством хрома, а также вольфрамом железом, никелем, молибденом и углеродом. Они являются высоко жаропрочными и жаростойкими конструкционными материалами. Высокая прочность и твердость обусловлены тем, что они содержат значительное количество карбидов хрома и вольфрама. Такие сплавы применяют для наварки фасок выхлопных клапанов авиадвигателей, лопаток газовых турбин, матриц, инструментов и некоторых других деталей, работающих одновременно при высоких температурах и механических и истирающих нагрузках. [c.232]

Нитриды железа и хрома являются фазами переменного состава. В нитриде железа, имеющем гексагональную кристаллическую решетку, половина атомов железа замещена атомами хрома, в меньшем количестве в него входят никель и вольфрам, а также, по-видимому, и углерод. В нитриде железа с гранецентрированной решеткой часть атомов железа также замещена хромом, никелем и вольфрамом. Нитрид хрома содержит довольно большое количество растворенного вольфрама и, кроме того, железо, никель и углерод в сумме 2,5%. [c.127]

Хром, марганец, углерод, кремний, железо Хром, бор, кремний, углерод, железо Хром, бор, углерод, железо Зерна карбида вольфрама в железной трубке Зерна карбида вольфрама Заготовки простой фор -мы, отлитые из карбида вольфрама [c.150]

Железо легко сплавляется с многими элементами. В технике широко применяют сплавы железа с углеродом, кремнием, марганцем, хромом, никелем и другими элементами. Если в сплаве железа содержится до 2% углерода, его называют сталью, если более 2% углерода — чугуном. [c.94]

Например, борид железа (F 4B2) способен растворить хром и углерод, причем хром заменяет в узлах решетки железо, а углерод — бор. Отношение (Fe+ r)/(B+ ) =V2 сохраняется, и такой раствор на базе химического соединения Ре4В2 обозначается через (Fe, Сг)4(В, С)г. [c.105]

И после Бертье различные исследователи получали разнообразные сплавы хрома с железом. Наличие хрома придавало им высокую прочность и твердость, однако необходимая коррозионная стойкость не достигалась, главным образом из-за высокого содержания углерода. Только в 1904 г. француз Гийе [6] получил низкоуглеродистые сплавы хрома, состав которых обеспечивал их пассивность. Он изучил строение и механические свойства сплавов Сг—Fe, а также сплавов Сг—Fe—N1, называемых ныне аустенитными нержавеющими сталями. [c.295]

Группа элементов (хром, молибден, вольфрам, ниобий, титан, алюминий и ванадий) наряду с растворением в а- или у-железе образует соединения с углеродом, железом и другими элементами. Эти соединения, имеющие малую скорость коагуляции и обладающие термической стойкостью, способны сохранять механические свойства сплавов при высоких температурах в течение продолжительного времени. Кроме того, обладая ограниченной рас1Воримо-стью в твердом растворе, они участвуют в процессах термической обработки, обеспечивая дисперсионное твердение сплавов. [c.50]

Искажения решетки. Существенное влияние на магнитные свойства оказывают искажения строения решетки. Нарушение правильности строения ферромагнитных кристаллов, в первую очередь, происходит из-за примесей. Коэрцитивная сила в железе увёличивается при введении углерода, хрома, вольфрама и кобальта, отрицательное влияние оказывают растворенные в железе азот, кислород и водород,-Искажения решетки вызываются также внутренними напряжениями они могут возникнуть при термической обработке, при выделении из зерен дисперсных частиц химических соединений и т. п. [c.233]

При добавке углерода к железохромовым сплавам образуются стабильные карбиды. В соответствии с современными взглядами, встречаются три типа хромовых карбидов кубический карбид на основе хрома (Сг, Ре)азСе, тригональный карбид на основе хрома (Сг, Ре),Сз и орторомбический карбид хрома СгдСа (при очень высоком содержании углерода). Вследствие сродства железа и хрома эти карбиды являются или карбидами хрома, в которых хром частично замещен железом, или карбидом железа, в котором атомы хрома располагаются на месте атомов железа. В карбиде железа может быть до 15% Fe, в кубическом карбиде хрома до 25% Сг, в тригональном — до 55% Сг. В орторомбическом карбиде хрома лишь незначительное количество железа занимает позиции хрома. Карбид железа с частью хрома вместо железа ( хромистый цементит ) встречается только в низколегированных хромистых сталях. Б них преобладает собственно карбид железа, который определяет ход травления. В высоколегированных хромистых сталях на травление влияют плохо растворимые карбиды хрома. [c.130]

Состав вокара (в %) вольфрама 86 углерода 9,5—10,5 кремния до 0,5 /келеза до 2,5. Состав сталпнита М (в %) железа 55 хрома 24—26 марганца 6—8,5 углерода 7—10 кремния 3. [c.32]

Рассмотрим результаты исследования влияния азота и углерода на фазовый состав, структуру и свойства сталей. Выплавка сталей производилась в высокочастотной индукционной печи с магнезитовой футеровкой иод слоем основного шлака. Шихта состояла из армко-железа, иауглероженного армко-железа, металлического хрома, металлического марганца и электролитического азотированного марганца. Слитки весом 1,5 кг, отлитые в изложнице, гомогенизировались при 1150°С в течение 10 ч и ковались ца заготовки диаметром [c.102]

Описаны сплавы кремния с сурьмой, висмутом, кобальтом, эологгом, свннцом, серебром, оловом и цинком [461. В двойных системах кремния с указанными металлами не обнаружено никаких соединений. Получены также сплавы с алюминием (47, 71. Сплавы на основе железа можно покрывать кремнием или сплавлять с ним [59]. Отливки из сплавов железа с высоким содержанием кремния (15 )о) стойки против коррозии, однако они не поддаются обработке резанием. Эти и другие сплавы кремнии и железа, а также кремния, углерода и железа подробно изучались Грейнером и сотр. [331. Те же авторы рассматривают кремнистые и кремнсмаргание-вые стали, в том числе стали, которые содержат также никель, молибден, хром и ванадий. [c.338]

В этой книге рассматрявается производство черных металлов в последовательности современной технологической схемы производства 1) выплавка чугуна из железной руды — доменное производство 2) прямое получение желюа и металлизованного сырья 3) выплавка стали из чугуна, металлического лома 4) обработка стальных слитков и заготовок на прокатных станах и получение готовых изделий и полуфабрикатов. Обычно черными металлами называют железо и сплавы железа с различными элементами. Основным элементом, придающим железу разнообразные свойства, является углерод. Сплавы с содержанием углерода до 2,14 % называют сталями, а сплавы с более высоким содержанием углерода — чугунами. Помимо углерода, в состав стали и чугуна входят различные элементы. Легирующие элементы улучшают, а вредные примеси ухудшают свойства железных сплавов. К легирующим элементам относятся марганец, кремний, хром, никель, молибден, вольфрам и др. К вредным примесям — сера, фосфор, кислород, азот, водород, мышьяк, свинец и др. В зависимости от содержания легирующих сталь или чугун приобретают различные свойства и могут быть использованы в той или иной области промышленности. Так, например, инструментальные стали с высоким содержанием углерода используют для изготовления режущего обрабатывающего инструмента. При повышении содержания хрома и никеля стали приобретают антикоррозионные свойства (нержавеющие стали). Стали с повышенным содержанием кремния используют в электротехнике в виде трансформаторного железа и т. п. Чугун с высоким содержанием кремния используют в литейном деле. Для деталей, выдерживающих повышенные нагрузки, применяют высокопрочные чугуны, содержащие хром, никель и т.д. Металл, используемый в промыш-деииости, сельском хозяйстве, строительстве, на транспорте и т.д., имеет различную форму, размеры и физические свойства. Придание металлу требуемой формы, необходимых размеров и различных свойств достигается обработкой слитков стали давлением и последующей термической обработкой. Для получения различной формы изделий применяют свободную ковку, штамповку на молотах н прессах, листовую штамповку, прессование, волочение и прокатку. На прокатных станах обрабатывается до 80 % всей выплавляемой стали, на них производят листы, трубы, сортовые профили, рельсы, швеллеры, балки и т. п. [c.8]

Примечание. В обозначении марок феррохрома буквы означают Ф — Железо X —хром, С —кремний, Н — азот. Буквы А н Б указывают на различие Массовой доле фосфора. Цифры означают максимальное содержание углерода ь марках низко-, средне- и высокоуглеродистого феррохрома и минимальное со-А ржаине азота в марках азотированного феррохрома. [c.189]

При 1700—1800 °С наблюдается снижение степени вос становления руды от поверхности к центру. Скорость восстановления уменьшается вследствие интенсивного спекания рудных зерен, что приводит к ухудшению условий транспортировки газа-восстановителя в объем куска руды. Резкое увеличение скорости восстановления массивных хромовых руд наблюдается в начале плавления зерен. фомшпииелида и образования жидкого шлака при 1900— 2000°С. Следовательно, полнота и скорость восстановле-]1ия хромовых руд определяются их химическим и гранулометрическим составом, температурой и продолжительностью выдержки, текстурой и структурой руд. Восстановление оксидов железа опережает восстановление оксидов хрома во всех интервалах температур и па всех типах хромовых руд, однако для различных руд в различных и тирских пределах. В общем виде можно принять схему восстановления углеродом железа и хрома из хромовой руды, предложенную С. С. Лисияком и Н. Ф. Евсеевым и показанную на рис. 42. [c.201]

В переходной зоне шлак существенно изменяет состав в результате довосстановления Si02 и уменьшения отношения М 0/А 20з в связи с испарением магния, восстанавливающегося в насыщенной кремнием системе и ошлакова-нием золы коксика, в которой имеется А гОз и отсутствует MgO. Одновременно в результате интенсивного восстановления кремния, разрушения карбидов железа и хрома и образования силицидов железа и хрома происходит рафинирование сплава от углерода с выделением Si . Верхняя зона получения высокоуглеродистого феррохрома поглощает 28,8 % от общего количества подводимой энергии. [c.213]

Хромоникелевые стали типа 18-8 без дополнительного легирования другими примесями, наряду с ценными свойствами, характерными для аустенитных сталей, обладают существенным недостатком — склонностью к межкристаллитной коррозии (после воздействия так называемых критических или опасных температур), возникающей в результате выпадения сложных карбидов железа и хрома по границам кристаллов аустенита и обеднения пограничных слоев аустенита хромом. Закалка, как уже указывалось, фиксирует аустенитное строение и этим самым предотвращает опасность межкристаллитной коррозии. С помощью закалки представляется возможным получить листовую катаную сталь типа 18-8, которая в состоянии поставки обладает стойкостью против межкристаллитной коррозии. При сварке такой стали определенные участки основного металла, расположенные по обе стороны от шва, подвергаются более или менее длительному нагреву в температурной области, ограниченной линиями GK и GE. Здесь foжeт развиться межкристаллитная коррозия. Чтобы этого не произошло, необходимо принять специальные меры — либо снизить содержание углерода в стали до предела растворимости в аустените при комнатной температуре, либо предотвратить обеднение аустенита хромом путем легирования стали элементами, обладающими большим сродством к углероду, чем хром. С этой, целью стали типа 18-8 легируют дополнительно титаном или ниобием с танталом. Оба эти элемента повышают прочность и жаропрочность стали. [c.35]

Цирконий, как и титан, образует две аллотропические модификации, а-цир-коний кристаллизуется с образованием гексагональной решетки, а высокотемпературная Р-фаза имеет кубическую объемноцентрироваиную решетку. Температура превращения равна 862° С. Водород, марганец, железо, никель, хром, вольфрам, молибден, ванадий, ниобий, тантал, титан, торий и уран снижают температуру превращения. Они являются Р-стабилизаторами. Углерод и кремний ие влияют иа температуру превращения, а-стабилизаторами, повышающими температуру превращения, являются кислород, азот, алюминий, олово и гафний. [c.104]

В случае химико-термической обработки сплавов железа для описания кинетики образования и строения диффузионного слоя пользоваться бинарными диаграммами состояния нельзя. Для двухкомпонентных сплавов последовательность образования фаз и их состав в первом приближении (без учета происходящего при ХТО диффузионного перераспределения элементов сплава) можно проследить по тройной диаграмме фазового равновесия или их изотермическим разрезам при температуре насыщения. Например, при насыщении сплавов железа углеродом и азотом, диффузия которых протекает со скоростью, значительно превышающей скорость ди( узии элементов, входящих в исходный состав сплава, диффузия носледних практически не оказывает влияния на кинетику формирования диффузионного слоя и состав образующихся фаз. Имея горизонтальный разрез диаграммы состояния железо — хром — углерод при 950° С (рис. 15), можно проследить за последовательностью образования фаз и их составом в процессе цементации сплавов железа с хромом [45]. [c.297]

Патент США, № 4117179, 1978 г. Карбидоупрочненные улучшенные сплавы широко используются в газотурбиннь1Х установках и авиационных двигателях. Предлагаемый процесс обеспечивает защиту от высокотемпературного окисления и повышенную коррозионную стойкость, во-первых, благодаря созданию подложки из улучшенного сплава, содержащего упрочняющую карбидную фазу и, во-вторых, за счет покрытия, состоящего из хрома, алюминия, углерода, по крайней мере, одного из таких элементов, как железо, кобальт, никель, и добавок иттрия или другого РЭМ. [c.219]

Механизм процесса МКК в условиях воздействия окислительных сред (типа азотной кислоты) можно представить следующим образом. В результате неблагоприятных условий термообработки или сварки происходит обеднение границ зерен хромом. Диффузия углерода из твердого раствора к границам зерен протекает гораздо быстрее, чем диффузия хрома. Диффузия углерода идет из всей массы зерна, в то время как хром поступает только с пограничных зон аустенита. Содержание хрома в этих зонах падает настолько, что зона теряет способность к пассивации и подвергается быстрому разрушению в окислительных средах. Разрушение малостойких фаз, обедненных хромом, приводит к накоплению продуктов коррозии с высоким содержанием железа, которые автокаталитически ускоряют растворение границ зерен. В местах выделения и постепенного роста вторичной фазы (на границах различно ориентированных зерен) появляются высокие локальные напряжения. Возникают значительные энергетические различия, которые могут проявляться при снижении анодной поляризации в пограничных зонах между зернами, а также недостаточной пассивации границ зерен. [c.471]

Титановые сплавы. Соединение титана с углеродом (до 20%) образует карбид титана, обладающего высокой температурой плавления (3140°) и твердостью, и поэтому широко применяемому в твердых сплавах. Соединения технического титана с железом, марганцем, хромом, молибденом, ванадием, оловом и другими легирующими компонентами образуют титановые сплавы, обладающие повышенными прочност ныьш свойствами и лучшей обрабатываемости резанием по сравнению с титаном Химический состав промышленных титановых сплавов приведен в табл. 51 а их свойства — в табл. 52. [c.149]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...