Нитриды железа

Химико-термическая обработка заключается в насыщении поверхностного слоя углеродом (цементация) или азотом (азотирование) с образованием (в последнем случае) нитридов железа и легирующих элементов. При комплексных процессах (цианирование, нитроцементация) поверхность насыщается одновременно углеродом и азотом с образованием карбидов и карбонитридов. Эти виды термообработки придают поверхности высокую твердость и износостойкость. В.месте с тем они увеличивают прочность (особенно в условиях циклической нагрузки) благодаря образованию в поверхностном слое напряжений сжатия. [c.166]

Образование нитридов железа при сварке низкоуглеродистых конструкционных сталей приводит к выпадению кристаллов [c.344]

Азотирование - технологический процесс, при котором поверхностный слой детали обогащается азотом с образованием нитридов железа и легирующих элементов на глубину 0,25-0,7 мм, благодаря [c.238]

Рис. 12. Продолжительность травле-ния для окрашивания нитрида железа (/) и цементита (2) реактивом 40 (гл. VI)

Группа травителей, содержащих медные соли, наряду со способностью выявлять сегрегации, отличается тем, что под их воздействием на поверхности шлифа, особенно из листов малоуглеродистых (котельных) сталей, появляются своеобразные темные полосы, названные фигурами деформации. Причина их возникновения— пластическая деформация в зонах, нагруженных выше предела упругости. Потемнение полос вызвано процессами выделения (особенно деформацией в сочетании с диффузией атомов внедрения, растворенных в кристаллах). Согласно исследованиям Кестера [40], фигуры деформации возникают преимущественно в результате сегрегации нитрида железа в участках зерен, содержащих дефекты кристаллической решетки. В железных сплавах, в которых азот отсутствует, фигуры деформации не наблюдаются. Выделение нитридов происходит особенно интенсивно в температурном интервале 250—400° С. При температуре около 500° С растворимость азота в железе быстро возрастает. После длительных выдержек нитриды выделяются и при комнатной температуре. [c.60]

Отпуск при ЭТИХ исследованиях рекомендуется проводить при температурах, не превышающих 400° С, так как картина травления становится нечеткой из-за растворения нитридов железа (ослабляется ее контрастность). [c.61]

Заэвтектоидный нитрид железа проявляется как третичный цементит в форме широких пластин по границам зерен феррита. [c.121]

Собственные отражения полированного феррита слегка прерываются из-за сегрегаций нитрида железа, так что он едва проступает на снимке нетравленого шлифа. [c.122]

Адсорбция азота поверхностью стали и образование в поверхностном фильме нитридов железа (и легирующих элементов) по реакции [c.520]

Нитриды железа, являющиеся типичными фазами внедрения кристаллизуются, как правило, с избытком атомов металла против стехиометрического соотношения. Состав нитридов зависит от конкретных условий образования. Поэтому периоды решеток указанных нитридов переменны и лежат в следующих интервалах [c.32]

Образующийся при диссоциации аммиака азот не оказывает вредного влияния на металл при сварке стали, так как в присутствии водорода происходит экзотермический распад нитрида железа [c.217]

При охлаждении сварочной ванны азот, выделяясь из металла, может образовывать поры. Нитриды железа растворяются в железе, упрочняя его (рис. 13, но при этом резко уменьшается пластичность металла. Азот повышает хрупкость металла шва, ухудшает магнитные свойства сталей, увеличивает их электросопротивление и чувствительность к термообработке. [c.21]

Окисление металла (рис. 3.20, а) снижает механические свойства сварочного шва. Поглощение азота (рис. 3.20, б) способствует образованию нитридов железа, марганца и других элементов, что увеличивает прочность шва, но резко уменьшает ударную вязкость. [c.250]

Из диаграммы видно, что при температуре азотирования в системе Fe—N существуют следующие фазы а-фаза— твердый раствор азота в а-железе (азотистый феррит) у -фаза— твердый раствор на основе нитрида железа Fe N и е-фаза — твердый раствор на основе нитрида железа F j.jN. При медленном охлаждении от этих температур азотированный слой состоит из трех фаз е, у и а. При температуре выше 590 °С присутствует у-фаза — азотистый аустенит, существующий как равновесная фаза лишь выше эвтектоидной температуры 591 °С. При более низкой температуре он распадается на эвтектоид (а + у ) и азотированный слой состоит из -, у - и (а + у )-фаз. [c.72]

В хромалях действие азота несколько иное. Нитрид алюминия более устойчив, чем нитриды хрома. Поглощенный азот сначала связывается в виде нитрида алюминия и влияет на раствор только тогда, когда весь алюминий связан в виде нитрида. Нитрид алюминия устойчив до очень высоких температур и не растворим в железо-хромистой эвтектике, в то время как нитриды железа и хрома либо распадаются при 600—900° С, либо переходят в твердый раствор железохромистой эвтектики. [c.196]

Теплота образования нитрида алюминия равна 56 ООО кал, в то время как нитрида железа 3000 кал, а нитрида хрома [c.203]

Нитриды марганца подобны нитридам железа Нитрид алюминия — одни из наиболее стойких нитридов в стали Алюминий относится к не переходным металлам и его нитрид нельзя относить к фазам внедрения Нитрид A1N имеет искаженную гексагональную решетку типа вюрцита и с другими нитридами не дает комплексных соединений в стали [c.66]

Стали, содержащие элементы, образующие термически стойкие, т. е. не склонные к коагуляции нитриды (алюминия, а также хрома и молибдена), так называемые нитраллои, отличаются наиболее высокой твердостью азотированного слоя. Обычные конструкционные стали после азотирования имеют меньшую твердость, а твердость азотированных углеродистых сталей совсем невысока, так как в них специальные нитриды не образуются, а нитриды железа при 500°С и выше оказываются скоагулированными. [c.334]

Механизм образования азотированного слоя. В сплавах х%елеза с азотом образуются следующие фазы (рис. 145) твердый раствор азота в а-железе (а фаза) у фаза — твердый раствор на основе нитрида железа Fe4N (5,7—6,1 % N) к-фаза —твердый раствор на базе нитрида железа Ге. Н (8—11,2 % N). В сплавах с 11,35 % N при 150 С возможно образование фазы (Fe. N) с областью гомо -еи-ности I 1,07—1 1,18 % N. [c.238]

Режим азотирования для повышения прочностных характеристик — это выдержка при температурах ниже эвтектоидного превращения (до 591° С). Проникновение N приводит вначале к образованию азотистого феррита (область а на рис. 10.15). При дальнейшем насыщении N в феррите не растворяется и образуется нитрид железа у (Ре4Ы). При достижении N предельного насыщения образуется вторая нитридная фаза е. Затем насыщение увеличивает концентрацию N в а-нитриде. [c.145]

При кристаллизации металла сварочной ванны азот образует почти со всеми металлами соединения — нитриды различной степени устойчивости (см. рис. 9.33). Особенно устойчивые нитриды образуют -металлы IVB, VB, VIB групп периодической системы. Нитриды железа Fe4N, Fe2N образуют очень хрупкие игольчатые кристаллы, разрушение которых приводит к зарождению холодных трещин (замедленное разрушение). Из промышленных металлов только медь не дает устойчивых нитридов и поэтому ее можно сваривать в атмосфере азота (см. п. 10.3). [c.403]

Трешатель 68 [0,1 мл НС1 добавка Fe lg и I до лимонножелтой окраски 100 мл спирта]. Клемм [651 первоначально применял этот травитель для выявления нитрида железа в азотированных слоях, однако он также очень хорошо выявляет нитридные выделения в состаренных сталях. Феррит травится очень слабо. Продолжительность травления зависит от характера нитридных выделений (плотности, размеров и распределения) она может колебаться между 5 с и 60 мин (рис. 42). [c.101]

Азот образует с железом нитрид железа и проявляется как сегре-гат в доэвтектоидной форме в виде игл (длиной 15—20 мкм) с вид-манштеттовым расположением выделяется преимущественно на границах зерен и линиях скольжения. [c.121]

Эвтектоид, содержащий нитрид железа (браунит), имеет, как все типичные эвтектоидные структуры, пластинчатое строение, однако более тонкое, чем перлит. [c.122]

При исследовании азотированных сталей отмечают формирование различных зон азотированного поверхностного слоя и значительную толщину слоя нитридов. Имеются три различных слоя нитридов железа, особенно при азотировании чистого н<елеза [c.122]

Травитель 53 [65 мл НС1 8 г u la 40 мл спирта 50 мл Н2О]. Этот травитель, по данным Фри, оказывает иочти такой же эффект, как и реактив 52 нитрид железа и браунит окрашиваются, азотированные поверхностные слои кажутся темными. Длительность травления составляет 30—60 с. [c.122]

Травитель 62 [термическое травление]. Нитрид железа, по данным Штрауса [50], выявляют при 250—300° С путем термического травления. Структурные составляющие, содержащие азот, окрашиваются быстрее. Феррит приобретает бледно-голубую окраску, перлит—темно-голубую, нитриды и зоны, обогащенные азотом, окрашиваются в красный цвет. В связи с этим Коэренс указывает на две картины окрашивания электролитического железа, азотированного в течение 12 ч при 250° С и нагретого до 250 С, и литой стали, азотированной в течение 8 ч при 850° С и нагретой до 280° С. В то время как в стали феррит выглядит красным, цементит (перлит) — фиолетовым, нитрид — голубым, в электролитическом железе феррит окрашивается в светло-желтый цвет, а нитрид — в интенсивный красно-коричневый. Чтобы всегда получать одинаковую картину окрашивания азотированного слоя для одного и того же материала, необходимо выдерживать постоянными температуру и длительность нагрева. [c.124]

Травитель 64 [раствор NaaSaOg (I) и (II)]. Нитрид железа покрывается в растворе (I), как и в растворе (И), позднее, чем феррит. Травление раствором (II) проводят в течение 45 с, чтобы контрастней выделить азотированную поверхностную зону. Структура сердцевины при этом покрывается сульфидом сильнее. Мельчайшие сегрегаты нитридов, например в томасовской стали, покрываются сульфидами и поэтому невидимы. Раствором (I) выявляют или общую структуру азотированной стали, или структуру сердцевины в упрочненной азотом стали. До настоящего времени нет специального реактива, который был бы пригоден для выявления нитридов, без растравливания других фаз. [c.124]

Структурные изменения железоазотистых сплавов в процессе закалки и связанные с этим изменения механических свойств металла шва указывают, что пониженная деформационная способность обусловливается не столько наличием в структуре твёрдой составляющей в виде нитридов железа, сколько результатом закалки металла шва под влиянием быстрого отвода тепла холодным основным металлом и созданного при этом напряжённого состояния системы. [c.304]

Твёрдость нитридов железа приближается к твёрдости цементита (700—800 Ив), а твёрдость браунита несколько выше твёрдости перлита (200 Ив)- Влияние термообработки на [c.304]

Нитриды а — нитридные иглы толщиной 0,5—1,0 л к. и длиной 5,0 л в 3—альфа-питриды длиной 20—25мк в — бета-нитриды длиной 2—5 мк г — нитрид железа с ферритом. [c.551]

V -фаза — нитрид железа Pe N, имеющий кубическую гранеиентрирован-ную решетку [c.32]

При азотировании высоколегированных специальных сталей и сплавов возможно образование нитридов не только железа, но и других элементов, входящих в состав сплава. Так, при азотировании жаростойкой аустенитной стали 45Х14Н14В2М (ЭИ-69) образуется слой, состоящий из нитридов железа Fe4N и нитридов хрома rN, внедренных в зерна твердого раствора азота в аустените. [c.32]

Структура азотированного слоя легированной стали. Вблизи поверхности азотированной стали 38ХМЮА чаш,е всего располагается тонкая, хрупкая, не травящаяся нитридная зона слоя, которая состоит из 8- и Y -фазы или -, е- и у -фаз. За этой зоной располагается основная зона азотированного слоя, отличающаяся при небольшом увеличении от сорбитовой структуры сердцевины стали лишь большей травимостью. Эта зона слоя состоит из а-и у -фаз, а в части этой зоны, примыкающей к нитридной каемке, иногда присутствуют нитриды железа в виде тонких прожилок. Дисперсные нитриды легирующих элементов при обычно принятых увеличениях на микроструктурах не видны. [c.174]

Структура цементированного слоя состоит из легированного мартенсита с некоторым количеством остаточного аустенита. В нитроцементированном слое, кроме легированного мартенсита, имеются в небольшом количестве нитриды легирующих элементов. Структура азотированного слоя более сложная. На поверхности расположена тонкая, сравнительно мягкая прослойка нитридов железа. Далее расположена основная часть слоя, представляющая собой а-фазу, искал енную дисперсными выделениями нитридов легирующих элементов. Измерение микротвердости (прибор ПТМ-3, нагрузка 50 Г) показало, что максимальная твердость азотированного слоя находится на некоторой глубине. [c.60]

Нитриды типа L13N легко соединяются с нитридами некоторых тяжелых металлов, например нитридом железа, а также с тяжелыми металлами в присутствии азота. При этом образуются двойные нитриды вполне определенного состава, которые имеют четкие температуры плавления. Франкенбур-гер, Андрусов и Дюрр [35] описывают для лития соединение LijN FeN и некоторые его химические и физические свойства. [c.357]

Атомарный азот образует нитриды железа F 4N и F 2N в виде тонких игл, что вызывает резкое снижение пластичности сварных швов и развитие процесса старения (результат выделения нитридов железа из твердого раствора кристаллической решетки стали во времени) с ухудшением механических свойств сварных соединений. [c.35]

Для нагрева деталей служат специальные герметичные печи, в которые подают аммиак NHg. При нагреве аммиак разлагается 2NH3 —> ЗН2 + Атомарный азот N поглощается поверхностью стали и проникает в глубь ее. В поверхностном слое азот образует химические соединения — нитриды (железа FegN, хрома rN, молибдена MoN, алюминия A1N), которые придают стали большую твердость (до 1200 HV). Поверхностный слой не поддается травлению. Глубже него находится сорбитообразная структура. [c.224]

Водород может входить в состав твердого раствора стали и выделяться в газообразном состоянии скапливаясь в порах металла, при этом в стали образуются флокены Кислород обычно связан в чеметал лические включения Азот отрицательно влияет иа свойства стали если он находится в твердом растворе или образует нитриды железа вызы вая старение стали Положительное влияние азота на свойства стали проявляется при связывании его в прочные нитриды A1N, VN NbN или карбонитриды V( N), Nb( N) и др что используется в сталях с карбонитридным упрочнением Кроме того азот широко используется в качестве аустенитообразующего элемента в коррозиоиностоиких и жаропрочных сталях [c.29]

Нитриды железа образуются в стали при легировании ее азотом а также они могут выделяться в процессе старения обычной стали со держащей лишь остаточный азот (обычно до 0 008—0 01 %) В стали могут образовываться в основном два типа нитридов—Pe4N (v фаза) и Pei6Ni 2 (а" фаза) [c.65]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...