Раствор твердый бора в углероде

Раствор твердый бора в углероде 291 [c.316]

Никель не образует твердого раствора с бором и углеродом, поэтому в зоне контакта будет протекать реактивная диффузия С образованием интерметаллического соединения М1В. Износ в данном случае обусловлен скоростью образования интерметаллического соединения. [c.235]

Твердые растворы внедрения. Б кристаллической решетке твердых растворов внедрения атомы растворенного элемента не замещают атомы растворителя, а располагаются между атомами в узлах решетки. Чаще всего твердые растворы внедрения образуются при растворении в металлах переходных групп неметаллов с малыми атомными диаметрами, таких, например, как водород, азот, углерод, бор. В частности, твердый раствор углерода в у-железе (аустенит) является твердым раствором внедрения. Твердые растворы внедрения чаще всего образуют металлы, имеющие гранецентрированную кубическую решетку. [c.123]

Бор относится к элементам с небольшим атомным радиусом (0,091 нм). Он свободно диффундирует в железо и по аналогии с углеродом и азотом может образовывать твердый раствор типа внедрения. Растворимость бора в а- и -Fe невелика и составляет соответственно от 0,0004% при температуре 710°С до 0,08% при температуре 906°С и от 0,0021% при температуре 906°С до 0,021 7о при температуре 1149° С. [c.45]

Повышает прокаливаемость стали. Чем меньше в стали углерода, тем сильнее его влияние на прокаливаемость Обычно бор добавляют в низко- и среднеуглеродистую сталь, содержащую до 0,6% С. В эвтектоидной и заэвтектоидной стали бор почти не увеличивает прокаливаемость, Наиболее эффективна добавка бора в сталь, содержащую до 0,3% С. В стали для увеличения прокаливаемости должно быть не менее 0,0005— 0,0012% бора в твердом растворе. Излишние добавки бора (более 0,007%) вызывают красноломкость и затруднения при горячей деформации стали [c.22]

Диаметр атома бора составляет 1,78 А. Он меньше диаметра атома железа (2,34 А) и в очень небольшом количестве растворяется в твердом состоянии в железе, образуя твердый раствор внедрения. Но растворимость бора в железе меньше, чем у углерода, азота и кислорода, имеющих меньшие диаметры атомов (С — 1,54 А, N — 1,40 А и О — 1,32 А), Однако воздействие атомов бора, благодаря их большему диаметру, на решетку железа сильнее, чем у углерода, азота и кислорода. [c.316]

Таким образом, следует считать, что бор увеличивает прокаливаемость доэвтектоидных углеродистых сталей тем меньше, чем больше в сталях углерода. Положительное влияние бора на прокаливаемость легированных сталей зависит от их типа. При введении Б хромистую сталь бор повышает ее прокаливаемость. Считают, что марганец уменьшает, а кремний нейтрализует положительное влияние бора. Последнее подтверждается данными рис. 39. Предполагается, что марганец и кремний уменьшают растворимость бора в твердом растворе, что приводит к снижению содержания бора в аустените, и эффективность его действия уменьшается. [c.45]

Первичные твердые а-растворы внедрения, образуемые бором, углеродом, азотом, кислородом с переходными металлами, на диаграммах состояния Me—X всегда отделены от соответствующих соединений широкой двухфазной областью а е + Ме Х . Отсутствие непрерывного перехода от твердых растворов внедрения к бо-ридам, карбидам, нитридам и окислам указывает на радикальное различие электронного состояния атомов бора, углерода, азота и кислорода в твердых растворах внедрения и в образуемых ими соединениях. [c.163]

Технология производства стали, успокоенной бором, такая же, как и стали, раскисленной ванадием. Преимущество бора по сравнению с ванадием состоит в том, что для раскисления стали он требуется в меньшем количестве. Оптимальное конечное содержание бора в стали 0,005—0,008% [7]. Прн. меньшем содержании бора не весь азот выделяется в виде нитридов бора, в то время как при более высоком содержании бора сталь ста- реет, так ка свободный бор образует в феррите стали твердый раствор внедрения, подобно углероду и азоту [7, 41]. Для того чтобы бор эффективно нейтрализовал азот в малоуглеродистой стали (0,06% С) и не соединялся с кислородом, произведение процентных содержаний углерода и кислорода должно быть в пределах 0,0026—0,0030% [7, 41]. По сравнению с ванадием раскисление стали бором в ковше менее надежно, так как бор очень быстро выгорает [15]. Сталь, раскисленная бором, при разливке имеет вид кипящей стали [7, 41]. [c.53]

Карбид бора получают в дуговых электрических печах в результате взаимодействия борной кислоты и малозольного нефтяного кокса. Карбид бора представляет собой твердый раствор бора в В4С и содержит до 94% В4С, около 1,5% свободного углерода и общего бора до 74%. Промышленность выпускает шлифпорошки карбида бора зернистостью 12—4 и микропорошки М40, М28. [c.44]

Твердые растворы внедрения с железом образуют углерод, бор и азот. Растворимость этих элементов в железе измеряется десятыми и сотыми долями процента. [c.45]

Ниже приведены данные о периодах решетки соединений и твердых растворов металлов с бором, углеродом, азотом и кислородом. Эти фазы во многих машиностроительных материалах определяют их механические характеристики. Например, в углеродистых сталях прочность зависит в основном от твердых растворов углерода в железе (мартенсита и аустенита) и от соединения железо-углерод (цементита). [c.116]

Для повышения жаропрочности стали необходимо обеспечить торможение дислокаций и диффузии вакансий как по границам, так и в объеме зерна. Дислокации хорошо затормаживаются мелкодисперсными карбидами и интерметаллидами. Легирование твердого раствора элементами, повышающими жаропрочность, приводит к усилению межатомных связей, уменьшает диффузионную подвижность вакансий и тем самым замедляет диффузионную ползучесть. Сильные карбидообразователи — хром, молибден, титан, ниобий — связывают углерод в прочные карбиды, затрудняют его диффузию и способствуют получению стабильной структуры. Вследствие искажений кристаллической решетки в районе дислокаций последние очень активно притягивают атомы примесей. Вокруг дислокаций особенно легко концентрируются атомы элементов, образующих растворы внедрения,— углерода, азота, бора и др. Поэтому дислокации часто оказываются местами зарождения частиц второй фазы. [c.83]

Железо с марганцем образует ряд твердых растворов (рис. 16), сплавы обладают высокой пластичностью, однако температура их плавления высокая, в связи с чем для пайки сталей их не применяют. Введение в этн сплавы никеля, углерода, меди, кремния, бора [c.83]

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]

Металлические твердые растворы образуются в результате проникновения в кристаллическую решетку основного металла атомов другого металла или неметалла. Различают твердые растворы замещения и твердые растворы внедрения (рис. 10). Вероятность образования твердых растворов замещения или внедрения определяется размерами атомов основного металла и примеси. Так, растворы внедрения чаще всего образуют углерод, водород, азот, бор и др., концентрация которых может составлять [c.37]

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]

С повышением дисперсности частиц толщина диффузионного слоя становится соизмерима с радиусом частиц, что приводит к активации спекания и объемной усадке. При легировании бором образуется твердый раствор замещения, возрастает количество дефектов решетки, что облегчает диффузию углерода в карбиде. [c.137]

Свойства инструментальных сталей складываются из свойств отдельных фаз и элементов структуры стали. Пропорционально количеству растворенных легирующих компонентов растут твердость и предел текучести твердого раствора (матрицы). Чем больше разность атомных радиусов Fe и легирующих компонентов, тем больше это влияние (рис. 116), к которому добавляется воздействие, оказываемое изменением механизма превращения (например. Вместо перлитного бейнитное или мартенситное превращение и т. д.). Углерод, азот, бор и другие легирующие компоненты, растворенные в железе путем внедрения, более эффективно повышают твердость и предел текучести стали, но в то же время ухудшают ее вязкость в противоположность металлическим легирующим компонентам, растворяющимся путем замещения (рис. 117). Однако металлические легирующие компоненты расширяют условия термической обработки сталей. [c.113]

Экспериментальные данные указывают на то, что бор, углерод и водород растворяются в металлах в виде катионов. Их валентные-электроны при растворении коллективизируются и становятся электронами проводимости. Это отвечает номинальным зарядам Вз+ С + (ионы с внешней ls -оболочкой гелия). Малые размеры катионов и сферическая симметрия их ls -электронных оболочек благоприятствует образованию твердых растворов внедрения путем размещения таких катионов по междоузлиям. Более высокая энергия связи пяти и шести внешних электронов азота (2s 2p ) и кислорода (2s 2p ) затрудняет коллективизацию всех этих внешних электронов, однако азот растворим в железе и некоторых многовалентных металлах лучше, чем углерод, а кислород образует чрезвычайно [c.83]

Увеличение предела прочности ири сдвиге достигается путем создания твердого раствора бора в углероде, предотвращающего деформацию сдвига в кристаллитах [9-26] и, следовательно, сох1раняющего модуль и прочность волокна. Другой вероятный механизм действия бора —ускорение структурной ориентации в волокне, что подтверждается электронно-микроскопическими исследованиями борированных углеродных волокои, показавших повышенную ориентацию по сравнению с неборированными (рис. 9-24). [c.175]

При нагреве напыленного слоя до температур, близких к температурам плавления его основных компонентов, интенсивно раскисляются поверхностные пленки на частицах напыленного металла и поверхность самой детали, при этом металл оплавленного покрытия смачивает поверхность основного металла и диффундирует в него. Углерод содержится в сплавах в виде карбидов СгСз и МегзСе, бор — в виде боридов. Кремний увеличивает активность хрома в твердом растворе, т. е. способствует образованию боридов. [c.255]

При переходе от тройных систем Me —Me"—В(С) к системам с азотом и кислородом вследствие возрастания электроотрицательности от В к С, N, О повышается стабильность соединений и область зарождения комплексов МевХ оттесняет область внедрения катионов смещая максимум растворимости к стороне Me -—X. Иначе говоря, образование комплексов MegX" взамен внедренных катионов Х" " в области а-растворов систем с бором и углеродом происходит при больших их концентрациях, чем в системах с азотом и кислородом. При систематическом рассмотрении влияния легирования металлами IV, V групп на растворимость элементов внедрения в ОЦК твердых растворах на основе металлов V—УП1 групп 126] получены с использованием энергий межатомного взаимодействия компонентов термохимические уравнения, описывающие совместную растворимость примеси внедрения и легирующего металла в тугоплавких ОЦК металлах. [c.167]

Такими полезными добавками в сплавах на основе железа являются (см. гл. II) бор, углерод и некоторые другие элементы. Так, введение 0,004 % бора в углеродистую сталь, содержащую 0,2 % (ат) позволило вдвое снизить концентрацию фосфора на границах аустенитных зерен [301]. Имеются данные [99, 124], свидетельствующие о том, что, например, углерод при определенных концент зациях действительно способен ликвидировать отпускную хрупкость в тройных сплавах Ре — Р — С (см. гл. I, II). Однако в случае легированных конструкционных сталей, уже содержащих 0,1-0,5 % С, дальнейшее повышение его концентрации не приводит к снижению склонности к отпускной хрупкости [6]. Попытки введения в сталь других полезных примесей (например, бора или бериллия) также не дали желаемого результата. Возможно, это обусловлено тем, что различньге добавки такого рода по адсорбционной активности на границах зерен и положительному влиянию на энергию межзеренного сцепления а-железа значительно уступают углероду — наиболее полезной примеси, уже присутствующей в сталях в концентрациях, достаточных для насыщения твердого раствора. [c.192]

B. И. Кудрявцев и Т. В. Софронов [30] определили, что решетка карбида бора В12С3 (В4С) имеет структуру со свободными вакансиями, способную образовать твердые растворы по типу внедрения. Вследствие этого карбид бора является фазой переменного состава, способной образовать твердые растворы с бором, а также с углеродом 23, 39]. Этим и объясняется, почему карбиду бора ранее приписывали различные химические формулы. [c.142]

Бор, по-видимому, еднпствснный элемент, способный к образованию твердого раствора заменгения в углероде , что достигается при условии, когда исходное угле- [c.290]

Из рис. 14-27 [14-30] видно, что макснмальное количество бора в твердом растворе углерода (2,35% атомных) содержится при 2350°С. С увеличением содержания бора в твердом растворе наблюдается непрерывное увеличение параметра а и уменьшение с. В избыточном количестве бор в виде В4С занимает положение между слоями, увеличивая с/2. [c.291]

В твердых растворах внедрения атомы растворимого элемента распределяются в кристаллической решетке металла-растворителя, занимая места между его атомами. Разместиться в таких пустотах могут только атомы с очень малыми размерами. Наименьшие размеры атомов имеют некоторые металлоиды и водород, азот, углерод, бор, которые и образулот с металлами твердые растворы внедрения. [c.31]

Основным легирующим элементом в титановых сплавах является алюминий. За редким исключением, он присутствует во всех сплавах на основе титана. Поэтому значение системы Т1 —А1 для титановых сплавов можно сравнить со значением системы Ее —С для сталей. Следующими по важности и распространенности легирующими элементами являются ванадий и молибден, образующие с 0-фэзой титана непрерывный ряд твердых растворов. Применяют легирование промышленных сплавов Сг, Мп, Ее, Си, 8п, 2г, W. Для повышения стойкости титана в сильных коррозионных средах применяют "катодное" легирование в виде небольших добавок палладия и платины. Из неметаллов наиболее важное значение имеет ограниченное легирование кремнием, кислородом, углеродом, бором. [c.11]

Ряд исследований последних лет посвящен получению многокомпонентных пленочных материалов на основе нитрида алюминия. Так, структура, механические и химические свойства тонких пленок В—А1—N переменного состава, приготовленных ионнолучевым осаждением, изучались в [44]. Отношение N/(A1—В) для всех пленок составляло 1,0. Предполагается, что в пленках реализуется состояние твердого раствора BN—A1N вюртцитной структуры. Получено, что микротвердость пленки от содержания бора практически не зависит, однако рост его концентрации определяет повышение химической интертности системы скорость травления сплава, содержащего 9 % BN, фосфорной кислотой на порядок меньше, чем для чистого АЖ. В [45] отмечается, что при осаждении на нитрид алюминия углеродных пленок термическая диффузия для данной системы выше, чем для АЖ-керамики, и увеличивается с ростом толщины пленки углерода. [c.9]

Из неметаллов для легирования титановых сплавов наибольшее значение имеют кремний, вводимый для повышенры жаропрочности, и бор, оказывающий модифицирующее действие, а также элементы, образующие твердые растворы внедрения, — Oj, Nj, Hj, снижающие пластичность, но повышающие прочность, а углерод, помимо того, увеличивает твердость и износостойкость. Так как последние из перечисленных элементов относятся к вредным примесям, их содержание в сплавах должно быть минимальным. [c.196]

Сплавы с матричной у-фазой (неупорядоченным твердым раствором на основе никеля, легированным Сг, Со, Мо, W и др.) и дисперсной упрочняющей у -фазой (упорядоченным твердым раствором на основе интер-металлида №зА1, легированным Т1, №, V, 2г, Hf и др.). В небольших концентрациях углерод (до 0,17%), бор (до 0,02%), цирконий (до 0,05%), а также микродобавки (0,005%) редкоземельных элементов (лантана, иттрия и церия) упрочняют границы зерен и фаз, располагаясь, например, на межфазной поверхности у/у -фаз. [c.361]

Существует следующее соотношение между растворимостью легирующих элементов и их атомными диаметрами 1) при разнице в атомных диаметрах меньше 8% растворимость полная 2) при разнице от 8 до 15% растворимость ограниченная 3) при разнице больше 20% элeмeнtы, имеющие большие атомные диаметры, не только не дают твердых растворов с железом, но не смешиваются с ним даже в расплавленном состоянии 4) элементы с очень малым атомным диаметром (бор, углерод, азот, кислород и водород) образуют с ферритом твердые растворы внедрения малой концентрации, которая понижается постепенно от бора к водороду. [c.305]

Нестареющая кипящая сталь получается путем присадки ванадия или бора, являющихся весьма эффективными нитридообра-зователями и в те же время очень слабыми раскислителями. Обработка ванадием или бором кипящей стали в изложницах связывает азЬт и углерод в нитриды и карбиды, выводит их из твердого раствора и тем устраняет старение при сохранении кипения. [c.350]

Автор кратко рассмотрел влияние на свойства жаропрочных сталей и сплавов осгшвных легирующих элементов — никеля и хрома, а также наиболее энергичных аустенитизаторов — азота, бора, углерода. Марганец, как уже отмечалось, в качестве аусте-нитизатора действует примерно вдвое слабее никеля. Поэтому при введении больших количеств марганца в состав жаропрочных сталей рекомендуется одновременно повышать содержание в них углерода или азота. По нашим данным весьма полезен в данном случае и бор. Сам по себе марганец, естественно, не повышает жаропрочности аустенитных сталей. Для максимального упрочнения твердого раствора Fe—Сг—Мп его легируют молибденом, вольфрамом, ниобием, ванадием, титаном [371 в присутствии углерода с азотом. В высокожаропрочных сплавах на никелевой основе содержание марганца обычно сильно ограничивают, например до 0,3—0,5%. Возможно, это связано с относительной легкоплавкостью (см. рис. 78, в) и малой жаропрочностью сплавов системы Ni—Мп. Правда, в последнее время в состав никелевых сплавов типа инконель вводят до 10% Мп [42]. [c.45]

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]

Имеется два метода термической обработки для предупреждения МКК — закалка, обеспечивающая полное растворение карбидов хрома или уменьшение влияния сегрегирующих примесей и стабилизирующий отжиг. Для большинства аустенитных сталей обычно принят режим закалки, состоящий в быстром охлаждении (в воде или на воздухе) после нагрева при 1020—1060 °С. Для низкоуглеродистых сталей, особенно в присутствии добавок бора и для молибденсодержащих сталей, предназначенных для работы в окислительных средах, температура закалки должна быть повышена [1.361. Стабилизирующий отжиг проводится обычно в интервале 850—950 °С при продолжительности 2—4 ч. Наиболее эффективен стабилизирующий отжиг для сталей с титаном или ниобием. В этом случае в процессе стабилизирующего отжига происходит более полное связывание углерода стабилизирующими добавками, а также образование крупных разобщенных карбидов хрома. При последующем провоцирующем нагреве не происходит опасное образование пограничных карбидов и МКК отсутствует. Стабилизирующий отжиг применим для повышения стойкости против МКК и нестабилизированных сталей, однако полное устранение склонности к МКК в этом случае невозможно из-за сохранения значительного пересыщения твердого раствора углеродом. Следует иметь в виду, что при стабилизирующем отжиге могут повышаться прочностные свойства и снижаться пластичность стали, а также могут образовываться избыточные фазы (например, сг-фаза), снижающие стойкость, особенно в окислительных средах. [c.70]

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]

Однако этому противоречит то, что вторичная пассивность проявляется не только у нержавеющих сталей, но и у чистого никеля. И. Эпельбойн с сотр., исследуя вторичную пассивацию этих сталей и никеля, пришли к заключению, что на этот процесс заметно влияет присутствие углерода в твердом растворе, а также таких компонентов как кремний, бор, алюминий. Явление вторичной пассивности, по-видимому, для различных пассивирующихся систем может определяться различными причинами. [c.60]

Для взаимодействия легких элементов — углерода, азота, кислорода, бора с переходными металлами [91—931 характерно образование твердых растворов внедрения легких элементов в металле, отсутствие растворимости металлов в этих неметаллических элементах и возникновение тугоплавких промежуточных фаз, имеющих, как правило, при характерной ионной структуре типа Na l доминирующий ковалентный тип связи с некоторой металлической компонентой. Природа межатомных связей в карбидах, нитридах, окислах, боридах переходных металлов и характер взаимодействия углерода, азота, кислорода и бора с атомами металла в твердых растворах внедрения подвергались широкому обсуждению, причем установлены принципиальные различия между соединениями и твердыми растворами, образуемыми легкими элементами, однако иногда без достаточных оснований эти соединения и растворы отождествляют, называя фазами внедрения [92[. [c.81]

Таким образом, образование твердых и жидких металлических растворов внедрения происходит только, когда атомы этих легких элементов теряют внешние электроны и, металлизируясь, превращаются в катионы В " , О с внешней очень прочной сферически симметричной оболочкой гелия (В, С) или также весьма устойчивой 2з -оболочкой (N, О) малого радиуса. Растворимость примесей внедрения в переходном металле определяется, следовательно, ионизирующей способностью решетки металла-растворителя или, иначе говоря, его способностью коллективизировать внешние электроны атомов бора, углерода, азота, кислорода, превратив их в катионы, а также близостью радиусов катионов примесей внедрения В и к размерам междоузлий, обеспечивающей их внедрение по междоузлиям без чрезмерной упругой деформации решетки, препятствующей растворению. [c.84]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...