Кристаллизация сталей

Графики этих зависимостей приведены на рис. 9.16. Малая активность марганца как раскислителя создает большие остаточные концентрации марганца в металле, но они не влияют на механические свойства стали (до 1 %). При высоких температурах и достаточно малых концентрациях Мп остаточная концентрация кислорода превышает предел концентрации насыщенного раствора Li (см. с. 329 ), которая показана на рис. 9.16 штриховой линией. Несмотря на малую раскислительную активность, марганец широко применяется в сварочной металлургии, так как кроме кислорода он извлекает из жидкого металла серу, переводя ее в MnS, плавящийся при 1883 К, поэтому при кристаллизации металла шва влияние легкоплавкой сульфидной эвтектики понижается и повышается сопротивление металла образованию горячих трещин. Обобщенная диаграмма плавкости Me — S для железа, кобальта и никеля приведена на рис. 9.17, указаны температуры плавления сульфидных эвтектик, лежащих ниже температур кристаллизации стали, никеля и кобальта. [c.328]

В последние десятилетия было установлено, что структура вещества, образующегося в условиях, далеких от термодинамического равновесия, может быть описана при помощи математического аппарата фрактальной геометрии. Поэтому мы можем предполагать, что структура вещества, составляющего критический зародыш новой конденсированной фазы, образующейся в процессах кристаллизации сталей и сплавов, фрактальна и является, по всей видимости, фрактальным кластером. Можно привести несколько подтверждений [c.82]

Рис 63 Последовательность фазовых переходов второго рода в процессе кристаллизации сталей (1,2,3) [c.90]

Иерархическая модель роста конденсированной фазы в процессе кристаллизации сталей га расплава [c.125]

При соприкосновении холодного азота с жидкой сталью на ее зеркале образовалась твердая корка, уменьшавшая воздействие азота на процесс кристаллизации стали. [c.46]

Кристаллизация под высоким механическим давлением способствует очищению границ зерен стали от неметаллических включений, повышению однородности структуры, что препятствует хрупкому разрушению. Ударная вязкость прессованной при кристаллизации стали 45Л выше, чем у литой в обычных условиях во всем диапазоне температур от - -20 до —80° С. Следовательно, давление при кристаллизации способствует сдвигу критической температуры хладноломкости в область низких температур. [c.135]

Микродобавка титана для связывания азота до окончания кристаллизации стали не только обеспечивает эффективное влияние микродобавки бора на прокаливаемость стали, но и препятствует образованию таких дефектов, как сколы в изломе крупного сорта и камневидного излома при последующих переделах — ковке, штамповке и термической обработке. [c.11]

Трудно переоценить вклад в науку о металлах замечательного советского металлурга и металловеда акад. Николая Тимофеевича Гудцова (1885—1957). Ученик и последователь А. А. Байкова, он многое сделал для развития теории кристаллизации стали. Широкой известностью пользуются работы Н. Т. Гудцова в области металловедения п термической обработки сталей, где им открыты и изучены многие важные закономерности. Характерным для научного творчества акад. Гудцова, как и для творчества многих других ученых-металлургов, являлось гармоничное сочетание глубоких теоретических исследований с потребностями производства, с умением быстро решать актуальные задачи, выдвигаемые заводской практикой. [c.218]

В исследовании, посвященном изучению структуры литых стальных болванок, Чернов впервые в мире сформулировал теорию кристаллизации стали, дал полный перечень пороков стальных слитков и указал меры борьбы с ними. Он дал оригинальное объяснение плотности отливок, полученных центробежным способом. Если при центробежной отливке чугунных изделий, писал он, получается более плотный чугун, то причиной этого явления будет не центробежная сила, а только движение жидкости, мешающее образованию разрывных кристаллов. Этот взгляд на центробежное литье можно считать правильным и в настоящее время. [c.186]

Кристаллизация стали и строение слитка [c.323]

Кристаллическая структура стального слитка неоднородна. Эта неоднородность — следствие условий кристаллизации стали при охлаждении (фиг. 21 см. вклейку). [c.282]

Д. К. Черновым создана классическая теория кристаллизации стали и решён ряд других проблем в области металловедения, термической обработки и металлургии в частности, в начале 1900-х годов им разработан метод получения стали непосредственно из руд. [c.476]

Дислокации могут образоваться при кристаллизации стали, пластической и термической обработке, при старении и других процессах [c.38]

Скорость кристаллизации стали, м/ч [c.45]

Примерами указанных процессов при производстве стали являются 1) образование пузырька газа внутри -стальной ванны, неметаллического включения и твердого кристалла при кристаллизации стали 2) спекание огнеупоров 3) коагуляция и коалесценция неметаллических включений и т. п. [c.102]

Сера обладает неограниченной растворимостью в жидком железе и ограниченной в твердом. При кристаллизации стали с повышенным содержанием серы сульфиды железа выделяются по границам зерен, из-за чего при нагреве такой стали для прокатки или ковки металл становится красноломким (в нем образуются рванины и трещины). Введение марганца в сталь приводит к получению в твердом металле сульфидов марганца MnS, имеющих температуру плавления 1620 °С, что предохраняет сталь от красноломкости при горячей обработке. Однако присутствие хрупких сульфидов по границам зерен снижает механические свойства стали, поэтому снижение серы до минимально возможного уровня является одной из важнейших задач при производстве стали. [c.111]

Гораздо хуже условия удаления неметаллических включений, образующихся при кристаллизации стали. Удалить эти включения практически невозможно, и задача сводится лишь к тому, чтобы форма и расположение включений были наиболее благоприятными с точки зрения качества металла. [c.116]

В связи с появлением технологических процессов, включающих быструю кристаллизацию, стали разрабатывать и исследовать сплавы еще более сложные, используя при этом новые возможности еще более точного контроля и регулирования сегрегации примесей, управления по выбору структурой той или иной фазы. Более того, создание сверхтонкого зерна и структур методами порошковой металлургии обеспечивает легкость достижения и использования сверхпластичности. Стандартно линейные сплавы типа IN-100 и MAR-M 509 изготавливают очень прочными при низких и промежуточных температурах и в то же время легко приобретающими сложные ( рмы, включая почти окончательные формы рабочей детали. Кто мог бы предвидеть в 1960-х гг., что такой литейный сплав, как In-100, можно будет сделать сверхпластичным и использовать в качестве материала для дисков, работающих при 650—700 °с Можно полагать, что создание структур, обеспечивающих сверхпластичность, окажет решающее влияние на технологию производства и обработки суперсплавов. [c.13]

Дендритная ликвация - неоднородность стали в пределах одного кристалла (дендрита) - центральной оси и ветвей. Например, при кристаллизации стали содержание серы на границах дендрита по сравнению с содержанием в центре увеличивается в 2 раза, фосфора - в 1,2 раза, а углерода уменьшается почти наполовину. [c.49]

Рассмотрим процесс кристаллизации слитка спокойной стали. Перед разливкой изложницы подогревают газовыми или мазутными горелками до 70—80° С. Жидкая сталь имеет температуру около 1600° С. Следовательно, разница температур жидкой стали и стенок изложницы весьма велика. Кристаллизация стали начинается при больших степенях переохлаждения. Сначала образуется тонкая корочка из мелких произвольно ориентированных кристаллов. На рис. 15, а схематически показан в разрезе слиток спокойной стали. Слой мелких произвольно ориентированных кристаллов на рис. 15, а обозначен цифрой 1. [c.23]

Рис. 56. Левая нижняя часть диаграммы железо—цементит. Вторичная кристаллизация сталей

В последующем Д. К. Чернов развил учение о кристаллизации стали при затвердевании стальных слитков и о центрах кристаллизации. Им еще в 1884 г. были описаны линии (полосы) скольжения на поверхности деформированной стали, установлено, что закалку стальных изделий можно производить не только в воде или масле, но и в горячих средах при температуре в 200° С и несколько выше, а также разработан вопрос о термической усталости на примере артиллерийских орудий. [c.8]

Строчечные (полосчатые) структуры являются продуктом первичной кристаллизации стали — дендритной ликвации, которая образуется при медленном затвердевании слитка. Строчечные структуры часто содержат неметаллические включения. Резко выраженные строчечные структуры, особенно с неметаллическими включениями, служат основной причиной разрывов и брака при штамповке, в частности при штамповке рам и тормозных барабанов автомобилей. [c.353]

Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов позволяет установить температурные режимы кристаллизации сталей и белых чугунов, режимы горячей обработки давлением (ковки, прокатки, штамповки), режимы термообработки и т. д. [c.71]

В результате первичной кристаллизации сталь получает структуру аустенита, характеризующуюся хорошей пластичностью и вязкостью. Поэтому такая сталь хорошо поддается обработке давлением при высоких температурах. Белые чугуны имеют в своем составе хрупкий и твердый ледебурит, который исключает возможность их обработки давлением даже при высоких температурах. Эта разница в технологических свойствах железоуглеродистых сплавов делает содержание углерода 2,14 % той границей между сталью и белыми чугунами, за которой при первичной кристаллизации появляется ледебурит. [c.63]

Процессы вторичной кристаллизации стали [c.64]

Как мы уже рассмотрели первичная структура стали, включает зерна аустенита. Она сохраняется до линии GSE (рис. 4.2 и 4.3). Указанная линия соответствует температурам, при которых начинается вторичная кристаллизация сталей различного состава. Линия PSK характеризует температуру, при которой завершаются процессы вторичной кристаллизации. Для сталей, представленных на диаграмме, эта температура равна 727 °С. При температурах ниже 727 °С существенных превращений в сталях не наблюдается, структура, полученная при 727 °С, сохраняется при дальнейшем охлаждении сплава (вплоть до комнатной температуры). Линия PSK называется эвтектоидной. Точка S диаграммы соответствует составу эвтектоида — перлиту. Какие структурные превращения претерпевает сталь при твердом состоянии Начнем изучение этих превращений с линии GS (рис. 4.3). Точка G соответствует превращениям, происходящим в чистом железе при 911 °С. Из предыдущего известно, что при этой температуре Y-железо переходит в а-железо. У сталей этот процесс также происходит, но ввиду того, что в решетке у-железа имеется то или иное количество углерода, он протекает при более низких температурах, чем у чистого железа. [c.64]

Рассмотрим подробнее, как будет протекать вторичная кристаллизация стали, содержащей 0,6 % углерода. Указанная сталь сохраняет первичную структуру аустенита до температуры 775 °С. При этой температуре начинается ее аллотропическое превращение, т. е. выделение феррита из аустенита. Так как в феррите содержится ничтожное количество углерода, оставшийся аустенит будет постепенно, по мере выделения феррита обогащаться углеродом. Когда концентрация углерода в оставшемся аустените достигнет 0,8 % при 727 °С, произойдет распад аустенита на равномерную механическую смесь феррита и цементита, которая называется перлитом. Таким образом, в интервале температур от 775 до 727 °С [c.64]

Как происходят процессы вторичной кристаллизации стали, содержащей 1,2 % углерода Сталь с таким количеством углерода сохраняет первичную структуру аустенита при охлаждении до 870 °С. При более низкой температуре, аустенит не способен ра- [c.65]

Фосфор — почти всегда вредная примесь в металлах, снижающая их пластичность. Так, при кристаллизации стали фосфор образует ряд соединений с железом (РезР, РегР, РеР и РеРг), отличающихся своей хрупкостью, кристаллы которых могут стать зародышами холодных трещин. Содержание фосфора в металле шва при дуговой сварке понизить практически не удается, так как он удаляется в окислительных шлаках, а сварочные шлаки — восстановительные. Концентрация фосфора в шве снижается только при электрошлаковой сварке. [c.402]

Кристаллизация стали под большим механическим давлением была опробована И. И. Бобровым по инициативе академика И. П. Бардина. В конце 40-х годов эти опыты продолжались под руководством П. Н. Бидули в Московском вечернем металлургическом институте и на ряде предприятий. Работы продолжались много лет и были направлены на отыскание таких физических условий кристаллизации под давлением, которые могут давать постоянные показатели прочности и плотности прессованной стали для фасонных отливок [10—13]. [c.7]

Н. И. Беляев подробно анализирует процесс кристаллизации стали при ее затвердевании в зависимости от различных условий разливки, химического состава металла, формы изложницы и других факторов. Он приходит к выводу, что макроструктура кристаллов и, следовательно, стали есть следствие неоднородности твердого раствора и потому есть общее типичное явление для всех сортов стали Далее ученый по дчеркивает, что макроструктура есть устойчивая форма строения стали , что кристаллы существуют в любом металле — литом, кованом, обработанном закалкой, отжигом и т. д. Однако различные способы обработки металла вносят некоторые изменения в макроструктуру. При ковке и прокатке, например, кристаллы деформируются, их частицы механически перемещаются, а это влечет за собой соответствующие изменения макроструктуры. Термическая обработка вызывает местные изменения в строении соседних частиц и объемов, образующих макроструктуру кристаллов стали. [c.118]

При изготовлении поковок из слитков необходимо учитывать особенности их строения по различным зонам как по сечению, так и по высоте, степень развитости дендритной структуры и ликвациоиных явлений, обусловленных последовательным характером кристаллизации стали в изложницах. Слитки характеризуются химической, структурной и физической неоднородностью. Механические свойства металла слитка резко уменьшаются от поверхности к сердцевине, в крупных слитках почти до нулевых значений. Чем больше вес слитка, тем в большей степени развиты в нем ликвационные явления и другие пороки металлургического строения, например, макро- и микропустоты усадочного происхождения, тем больше газонасыщен-ность стали. [c.57]

Неоднородность стального слитка по составу (ликвация) связана с самим процессом кристаллизации стали (явление избирательного затвердевания). Химическая неоднородность может быть в пределах отдельного зерна (дендритная ликвация) или по всему объёму слитка (зональная ликвация). В первом случае оси дендритов оказываются менее обогащёнными примесями по сравнению с междуосными участками зерна. При зональной ликвации отдельные зоны слитка (в зависимости от условий отливки), чаще всего верхняя и средняя части, содержат повышенное количество примесей. Зональная ликвация обычно проявляется тем слабее, чем сильнее выражена дендритная ликвация. [c.324]

Значительные колебания температуры жидкой стали вследствие её анизотермиче-ского охлаждения заставляют рассматривать процесс первичной кристаллизации стали в отливках основном как вынуждзнный. [c.190]

Широко применяются такие методы, как обработка жидкой стали в ковше синтетическим шлаком и аргоном, вакуумирование жидкого металла. В 1974 г. по объему производства черных металлов СССР вышел на первое место в мире. Большую роль в развитии отечественной металлургии сыграли выдающиеся ученые нашей страны. П. П. Аносов разработал основы теорищроизводства лн той высококачественной стали, Д. К- Че но "явяяется основополож ником научного металловедения, его труды по кристаллизации стали не потеряли своего значения и в настоящее время. Академики А. А. Байков, М. А. Павлов, Н. С. Курнаков создали глубокие теоретические разработки в области восстановления металлов, доменного производства, физико-химического анализа, В. Е. Грум-Гржимайло, А. М. Самарин, М. М. Карнаухов заложили основы современного сталеплавильного и электросталеплавильного производства, академик И. П. Бардин известен во всем мире своими трудами в области доменного производства и организацией научных металлургических исследований. Рост производства в основном обеспечивался за счет [c.12]

Пятнистая ликвация возникает из-за высокого содержания в металле газов, приводящих к появлению пузырей. При кристаллизации стали газы могут выходить из пузырей и в их полость может проникать металл, обогащенный ликватами [c.93]

Если бы железо не испытывало структурных превращений в твердом состоянии, то диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов при всех температурах ниже 1147 С (вплоть до комнатной) была бы одинаковой (см. рис. 4.2, линия AE F). Однако железо подвержено аллотропическим превращениям, поэтому эти сплавы не сохраняют своей первичной структуры. Рассмотрим процессы вторичной кристаллизации сталей. Для наглядности выделим левую часть диаграммы (см. рис. 4.2), охватывающую процессы вторичной кристаллизации стали (рис. 4.3). [c.64]

Если сталь содержит 0,8 % углерода, ее вторичная кристаллизация будет протекать при постоянной температуре (727 °С) и сопровождаться только одним процессом — образованием перлита. Это объясняется тем, что в данном случае содержание углерода в стали соответствует эвтектоидному составу. Вторичня кристаллизация стали, содержащей более 0,8 % углерода, характеризуется линиями SE и SK (рис. 4.3). Точка Е указывает на максимальное количество углерода, которое может быть растворено в аустени-те, а точка S — на количество углерода, которое может быть растворено в ауетените при 727 °С. Линия ES соответствует предельной растворимости углерода в ауетените при различных температурах. На линии SK заканчивается вторичная кристаллизация сталей, имеющих в своем составе более 0,8 % углерода, с образованием перлита (в результате распада аустенита). [c.65]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...